JP3764233B2 - Abnormality inspection method and apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音又は機械的振動に基づいて各種装置の異常を検出する異常検査方法及びその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば回転機器の製造工程において、その機械的総合評価を振動解析により自動的に行う方式が開発されている。その代表的なものを次に説明する。
第1の方法は、回転機器等の被検査体において発生した機械的振動又は音を検出し、それらの検出信号をパワースペクトラム又は1/3オクダーブ周波数分析して、正常品と異常品とのパターンを比較判定する。
【0003】
第2の方法は、被検査体において発生した機械的振動又は音の検出信号からハイパスフィルタにより約1kHz以上の高周波成分を取出し、その実効値やピーク値又は両者の比率から正常品と異常品とを比較判定する。
【0004】
第3の方法は、第2の方法と同様にして得られた高周波領域の信号を包絡線検波回路により包絡線信号を抽出して、その正常品と異常品とを比較判定する方法である。
【0005】
しかしながら、第1の方法では、測定中の平均パワーを求めるものであるため、被測定物の軸受部のボール疵、ゴミの介在による回転異常、各構成部品の共振異常等に起因する衝撃的でたまにしか発生しないパルス状の信号の検出は困難である。
【0006】
これに対して第2及び第3の方法では、第1の方法で検出できない異常信号の検出は可能であるが、その反面、実際の検査時において被検査体以外の振動源において発生する各種の音や機械的振動などの外乱の影響により正常品を異常品と誤判定してしまう欠点をもっている。その他、微妙なベアリング不良の検出は困難である。
【0007】
すなわち、製造ラインで発生する騒音や振動が、被検査体を検出して得た音又は振動検出信号に混入してしまい、微妙な異常音等の検出ができない。
そこで、このような暗騒音や暗振動を除去して異常音の検出能力を高めた技術が特公平4−4534号公報に開示されている。
【0008】
この技術は、被検査体の音又は振動を検出し、この音又は振動検出信号を例えば各周波数成分ごとの各バンドパスフィルターを通して各周波数成分を取り出し、複数のサンプリング期間からなる検査時間内にサンプリング期間内における各周波数成分毎の最大ピーク値を1個づつ検出し、これをディジタル変換して演算制御部に記憶する。
【0009】
そして、これら記憶した最大ピーク値を各周波数成分ごとに大きさの順に並べ換えることにより外乱データを除去し、これら並べ換えられた最大ピーク値について外乱内容に対応して予め定められた特定番目の最大ピーク値を異常検出用の有効最大ピーク値として各周波数成分ごとに抽出し、これら周波数成分ごとの有効最大ピーク値と予め設けられている設定値とを比較することにより被検査体の異常を判定するものである。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特公平4−4534号公報に開示されている技術では、外乱データの除去を検査時間にわたって取得した各周波数成分ごとの最大ピーク値の配列を大きさの順に並べ換え、大きい順から予め定められた特定番目のデータを有効最大ピーク値として異常判定に用いているので、規則的に発生する衝撃性の暗騒音や暗振動は除去できるが、予期できない暗騒音や暗振動、例えば台車が通過するときの音、振動、物体を落下したときの音、振動に対しては除去する特定番目のデータ数の設定が困難となる。
【0011】
このため、暗騒音や暗振動を除去するための特定番目のデータ数は、余裕を見込んだ数になり、この結果として被検査体に対する異常の判定能力を低下させてしまう。
【0012】
そこで本発明は、予期できない衝撃性或いは突発性の暗騒音や暗振動による誤判定を防止して確実に被検査体の異常判定ができる信頼性の高い異常検査方法を提供することを目的とする。
【0013】
又、本発明は、予期できない衝撃性或いは突発性の暗騒音や暗振動による誤判定を防止して確実に被検査体の異常判定ができる信頼性の高い異常検査装置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明は、防音室内に収納された被検査体の音又は機械的振動を防音室内に配置された第1の音又は振動検出器により検出し、音又は機械的振動を各周波数成分に分けてこれら周波数成分における各最大ピーク値を抽出し、これら最大ピーク値を大きさの順に並び換え、予め定められた特定番目の最大ピーク値に基づいて被検査体の異常判定を行う異常検査方法において、被検査体に対して外部の音又は機械的振動を防音室外に配置された第2の音又は振動検出器により検出し、この検出された外部の音又は機械的振動の最大ピーク値が予め設定されたしきい値を越えた場合、当該最大ピーク値を検出したサンプリング期間内で前記第1の音又は振動検出器により検出された被検査体の音又は機械的振動を削除し、かつ少なくとも最大ピーク値を検出したサンプリング期間後の1又は2以上のサンプリング期間内で第1の音又は振動検出器により検出された被検査体の音又は機械的振動を削除する異常検査方法である。
【0015】
本発明は、防音室内に収納された被検査体の音又は機械的振動を防音室内に配置された第1の音又は振動検出器により検出し、音又は機械的振動を各周波数成分に分けてこれら周波数成分における各最大ピーク値を抽出し、これら最大ピーク値を大きさの順に並び換え、予め定められた特定番目の最大ピーク値に基づいて被検査体の異常判定を行う異常検査装置において、防音室外に配置され、被検査体に対して外部の音又は機械的振動を検出する第2の音又は振動検出器と、第2の音又は振動検出器により検出された外部の音又は機械的振動の最大ピーク値が予め設定されたしきい値を越えた場合、当該最大ピーク値を検出したサンプリング期間内で前記第1の音又は振動検出器により検出された被検査体の音又は機械的振動を削除し、かつ少なくとも最大ピーク値を検出したサンプリング期間後の1又は2以上のサンプリング期間内で第1の音又は振動検出器により検出された被検査体の音又は機械的振動を削除するデータ削除手段とを具備した異常検査装置である。
【0027】
【発明の実施の形態】
(1) 以下、本発明の第1の実施の形態について図面を参照して説明する。
本発明の異常検査方法は、回転機器等の被検査体の音又は機械的振動を検出し、この音又は機械的振動を各周波数成分に分けてこれら成分における最大ピーク値を抽出して被検査体の異常判定を行う、より詳しくはこれら最大ピーク値を大きさの順に並び換えて得られる特定番目の最大ピーク値に基づいて被検査体の異常判定を行う異常検査方法において、
被検査体に対して外部の音又は機械的振動を検出し、この検出された外部の音又は機械的振動が予め設定されたしきい値を越えた場合、少なくともサンプリング中の被検査体の音又は機械的振動を削除するものである。
【0028】
図1はかかる異常検査方法を適用した異常検査装置の構成図である。
第1の音又は振動検出器1は、図2に示すように回転機器等の被検査体ST1の音又は振動を検出し、その音又は振動波形に対応した波形を有する第1の電気信号SA1に変換出力する機能を有している。
【0029】
なお、この第1の音又は振動検出器1は、以下、第1の音検出器1として説明する。
被検査体ST1は、防音室ST2内に各防振ゴムST3を介して収納されている。
【0030】
第1の音検出器1は、防音室ST2内に配置され、この防音室ST2内において被検査体ST1の音の振幅を検出するものとなる。
この第1の音検出器1の出力側は、増幅器2を介して、異なる周波数帯域の周波数成分に分析する各周波数分析部301〜30nに接続されている。但し、この実施の形態においてはn=28である(以下同じ)。
【0031】
これら周波数分析部301〜30nは、それぞれ増幅器2に直接に電気的接続された例えば中心周波数が20Hzから10000Hzまでの1/3オクターブごとの28チャンネルの周波数帯域の周波数成分を得るための各バンドパスフィルタ401〜40nと、これらバンドパスフィルタ401〜40nの出力側に各別に接続された各ピーク値検出回路501〜50nとから構成されている。
【0032】
このうち各ピーク値検出回路501〜50nは、それぞれ各サンプルアンドホールド回路601〜60n、各比較器701〜70n及び各アンド回路801〜80nから構成されている。
【0033】
これらサンプルアンドホールド回路601〜60nは、それぞれ正半波ピーク値をホールドする機能を有するもので、各バンドパスフィルタ401〜40nの出力側に各別に接続されている。
【0034】
各比較器701〜70nは、その各入力側にそれぞれ各バンドパスフィルタ401〜40nの出力側が各別に接続されるとともに各サンプルアンドホールド回路601〜60nの出力側が各別に接続されている。
【0035】
各アンド回路801〜80nは、その出力側が各サンプルアンドホールド回路601〜60nのコントロール入力側に接続されるとともに、入力側が各比較器701〜70nの出力側に各別に接続されている。
【0036】
これらアンド回路801〜80nの他方の入力側は、後述するデコーダ9の出力側に接続されている。
このような構成の各周波数分析部301〜30nは、マルチプレクサ10の入力側に接続されている。
【0037】
一方、第2の音又は振動検出部201は、図2に示すように防音室ST2の外部に配置され、予期できない暗騒音や暗振動、例えば台車が通過するときの音や振動、物体を落下したときの音や振動を検出し、その音又は振動波形に対応した波形を有する第2の電気信号SA2に変換出力する機能を有している。
【0038】
なお、この第2の音又は振動検出部201は、以下、第2の音検出部201として説明する。
この第2の音検出器201の出力側は、増幅器202を介して、周波数分析部30n+1 に接続されている。
【0039】
この周波数分析部30n+1 は、増幅器202に直接に電気的接続されたバンドパスフィルタ40n+1 と、このバンドパスフィルタ40n+1 の出力側に各別に接続されたピーク値検出回路50n+1 とから構成されている。
【0040】
このうちバンドパスフィルタ40n+1 は、その周波数帯域が異常判定に用いられる各バンドパスフィルタ401〜40nの全周波数帯域をカバーするように設定されている。
【0041】
又、ピーク値検出回路50n+1 は、サンプルアンドホールド回路60n+1 、比較器70n+1 及びアンド回路80n+1 から構成されている。
サンプルアンドホールド回路60n+1 は、それぞれ正半波ピーク値をホールドする機能を有するもので、バンドパスフィルタ40n+1 の出力側に各別に接続されている。
【0042】
比較器70n+1 は、その各入力側にバンドパスフィルタ40n+1 の出力側が各別に接続されるとともにサンプルアンドホールド回路60n+1 の出力側が各別に接続されている。
【0043】
アンド回路80n+1 は、その出力側がサンプルアンドホールド回路60n+1 のコントロール入力側に接続されるとともに、入力側が比較器70n+1 の出力側に各別に接続されている。
【0044】
このアンド回路80n+1 の他方の入力側は、後述するデコーダ9の出力側に接続されている。
このような構成の周波数分析部30n+1 は、マルチプレクサ10の入力側に接続されている。
【0045】
このマルチプレクサ10の出力側は、アナログ−ディジタル変換器11からシステムバス12を介してマイクロコンピュータ13に接続されている。
このマイクロコンピュータ13は、CPU(中央処理装置)14と、このCPU14にシステムバス15を介して接続された入出力インタフェース16と、データの書き込み・読み出し可能なRAM(ランダム・アクセス・メモリ)17と、制御プログラムが格納されたROM(リード・オンリー・メモリ)18と、CRT(陰極線管)インタフェース19とから構成されている。
【0046】
このうちCPU14は、被検査体の異常判定を行う機能を有するもので、第1の演算手段14a、第2の演算手段14b及び第3の演算手段14cの各機能を有している。
【0047】
第1の演算手段14aは、第1の音検出器1及び第2の音検出器201により検出される音の振幅のデータを各ピーク値検出回路301〜30n+1 、マルチプレクサ10及びアナログ−ディジタル変換器11を通して取り込み、1回の検査時間内の各サンプリング期間ごとに各1個ずつ得られた最大ピーク値を大きさの順に並べ換える機能を有している。
【0048】
第2の演算手段14bは、第1の演算手段14aにより大きさの順に並び換えられた各最大ピーク値について外乱内容に対応して予め定められ特定番目の最大ピーク値を有効最大ピーク値として各周波数成分ごとに抽出する機能を有している。
【0049】
又、この第2の演算手段14bは、1回の検査時間内に各サンプリング期間ごとに各1個ずつ得られた最大ピーク値のうち、第2の音検出器201により検出された防音室ST2の外部の音の振幅の最大ピーク値を検索し、この最大ピーク値が予め設定されたしきい値を越えた場合、この最大ピーク値を検出したサンプリング期間内にサンプリングされた被検査体ST1の音の振幅のデータを削除するデータ削除手段としての機能を有している。
【0050】
この場合、第2の演算手段14bは、第2の音検出器201により検出された音がしきい値より大きくなったときを含むサンプリング期間内の被検査体ST1の音を削除するとともに、その前の1又は2以上のサンプリング期間内の被検査体ST1の音を削除するデータ削除手段としての機能を有する。
【0051】
又、第2の演算手段14bは、第2の音検出器201により検出された音がしきい値より小さくなったときを含むサンプリング期間内の被検査体ST1の音を削除するとともに、その後の1又は2以上のサンプリング期間内の被検査体ST1の音を削除する機能を有している。
【0052】
第3の演算手段14cは、第2の演算手段14bにより得られた有効最大ピーク値と予め設けられている設定値との比較により異常判定を行う機能を有している。
【0053】
上記RAM17の一部は、設定値及び正常パターンを記憶させるための不揮発性RAMからなっている。
なお、図示しないがマイクロコンピュータ13には、RAM17及びROM18に上記制御プログラムや設定値等を外部から格納させるための入力部が設けられている。
【0054】
上記入出力インタフェース16は、システムバス12を介してアナログ−ディジタル変換器11に接続されている。さらに、この入出力インタフェース16は、システムバス20を介してデコーダ9及びマルチプレクサ10に接続されている。
【0055】
又、この入出力インタフェース16は、回線21を介して微分回路22の入力側に接続されている。
この微分回路22の出力側は、ストローブ線23を介してアナログ−ディジタル変換器11及び単安定マルチバイブレータ24の入力側に接続されている。
【0056】
この単安定マルチバイブレータ24の出力側は、ストローブ線25を介してデコーダ9に接続されている。
これらデコーダ9、微分回路22及び単安定マルチバイブレータ24は、タイミング回路26を構成している。
【0057】
さらに、このタイミング回路26及びマイクロコンピュータ13は、演算制御部27を構成している。
又、CRTインタフェース19には、検査結果を表示するためのCRTディスプレイ28が接続されている。
【0058】
次に上記の如く構成された装置の作用について図3に示す異常検査フローチャートに従って説明する。
先ず、ステップ#1において、ROM18に後述する計算プログラムが格納されるとともに、RAM17に検査時間(例えば3秒)、サンプリング期間Δt (例えば0.1秒)、ピーク値を除外するための無効ピーク値数NIP(例えば2個)異常が検出されたサンプリング期間の前後の削除すべきサンプリング期間数が格納される。
【0059】
なお、サンプリング期間Δtの長さは、外乱、例えばコンベア停止時の衝撃振動による影響時間より短くなるように設定するのが好ましい。
検査時間の長さは、検出すべき被検査体の異常内容、例えば回転機器の回転異常によって決定する。
【0060】
又、無効ピーク値数NIPの数は、上記検査時間内において発生する外乱の回数を経験的に求めて、この経験的に求められた外乱の回数に基づいて決定する。
しかして、被検査体1である回転機器に第1の音検出器1を接触させ、この回転機器を起動する。
【0061】
第1の音検出器1は、回転機器の音を検出し、この音の振幅波形に対応した波形を有する第1の電気信号SA1を出力する。
この第1の電気信号SA1は、増幅器2により増幅されたのち、各バンドパスフィルタ401〜40nに入力し、これらバンドパスフィルタ401〜40nにより所定の異なる周波数帯域の周波数成分の信号SC1〜SCnに変換される。
【0062】
以下、主としてn=28すなわち28チャンネルの場合(中心周波数が10000Hz)の信号SCnの信号処理方式について、図1及び図4に基づいて例示的に詳述する。
【0063】
信号SCnは、図4に示すように正弦波状波形となっている。他の信号SC1〜SC(n−1)についても波形はほぼ正弦波状をなしている。
これら信号SC1〜SCnは、それぞれサンプルアンドホールド回路601〜60n及び各比較器701〜70nに入力される。
【0064】
このうちサンプルアンドホールド回路60nは、図4に示すようにピーク値を示す信号SDnを比較器70nに出力する。
この比較器70nは、サンプルアンドホールド回路60nからの信号SDnを設定値として入力するとともにバンドパスフィルタ40nからの信号SCnを入力し、信号SCnより信号SDnが小さい場合には「0」を示す信号SEnをアンド回路80nに出力し、かつ信号SCnより信号SDnが大きい場合には「1」を示す信号SEnをアンド回路80nに出力する。
【0065】
図4に示す信号SCnは、例えば区間30においては単調増加しているので 「0」を示す信号SEnがアンド回路80nに出力される。
一方、アンド回路80nの他方の入力端には、後述するリセット時を除いて常に「1」を示すデコーダ9からの信号SFnが出力されているので、アンド回路80nからは「0」を示す信号SGnがサンプルアンドホールド回路60nに出力される。
【0066】
このサンプルアンドホールド回路60nは、アンド回路80nからの信号SFnが「0」のときピーク値をサンプリングし、信号SFn「1」のときピーク値をホールドする。
【0067】
従って、例えば区間30においては、サンプルアンドホールド回路60nはピーク値のサンプリング状態にあるので信号SDnも図4に示すように増加する。
ところが、信号SCnの変曲点31を境界にして信号SEnは「1」となるので、アンド回路80nは「1」を示す信号SGnをサンプルアンドホールド回路60nに出力し、これによって変曲点31におけるピーク値Pn1 がホールドされ、このピーク値Pn1 を示す信号SDnがマルチプレクサ10に出力される。
【0068】
なお、図3には示さないが、他の周波数分析部301〜30(n−1)からも同様にしてピーク値P11…P(n-1)1を示す各信号SD1〜SD(n−1)が同時にマルチプレクサ10に出力される。
【0069】
一方、第2の音検出器201は、防音室ST2の外部の音を検出し、その音の振幅波形に対応した波形を有する第2の電気信号SA2を出力する。
この第2の電気信号SA2は、増幅器202により増幅されたのち、バンドパスフィルタ40n+1 に入力し、信号SCn+1 に変換される。
【0070】
この信号SCn+1 は、サンプルアンドホールド回路60n+1 及び比較器70n+1 に入力される。
このうちサンプルアンドホールド回路60n+1 は、ピーク値を示す信号SDn+1 を比較器70n+1 に出力する。
【0071】
この比較器70n+1 は、サンプルアンドホールド回路60n+1 からの信号SDn+1 を設定値として入力するとともにバンドパスフィルタ40n+1 からの信号SCn+1 を入力し、信号SCn+1 より信号SDn+1 が小さい場合には「0」を示す信号SEn+1 をアンド回路80n+1 に出力し、かつ信号SCn+1 より信号SDn+1 が大きい場合には「1」を示す信号SEn+1 をアンド回路80n+1 に出力する。
【0072】
アンド回路80n+1 の他方の入力端には、上記同様に、リセット時を除いて常に「1」を示すデコーダ9からの信号SFn+1 が出力されているので、アンド回路80n+1 からは「0」を示す信号SGn+1 がサンプルアンドホールド回路60n+1 に出力される。
【0073】
このサンプルアンドホールド回路60n+1 は、アンド回路80n+1 からの信号SFn+1 が「0」のときピーク値をサンプリングし、信号SFn+1 「1」のときピーク値をホールドする。
【0074】
従って、サンプルアンドホールド回路60n+1 は、防音室ST2の外部の音の振幅の波形に対応した信号SCn+1 の変曲点におけるピーク値をホールドし、このピーク値を示す信号SDn+1 をマルチプレクサ10に出力する。
【0075】
一方、CPU14は、入出力インタフェース16を介して所要の周波数分析部301〜30n、30n+1 を指定する信号を、システムバス20を経由してデコーダ9及びマルチプレクサ10に出力する。
【0076】
この信号SHがマルチプレクサ10に送られることにより、このマルチプレクサ10からは、図4に示すように各バンドパスフィルタ401〜40n、40n+1 を通過した周波数成分の各ピーク値(例えば上記Pn1 )、及び外部の音の振幅の波形に対応した信号SCn+1 のピーク値を示す各信号SD1〜SDn、SDn+1 のみが、各信号SI1〜SIn、SIn+1 としてアナログ−ディジタル変換器11に順次出力される。
【0077】
これら信号SI1〜SIn、SIn+1 のアナログ−ディジタル変換器11への入力時点より時間Δt1 (数10μs)経過後に、CPU14は、図4に示すように入出力インタフェース16を介してパルス状の信号SJを時間Δt2 (約30ms以下)ごとに微分回路22に出力する。
【0078】
この微分回路22は、信号SJを微分した信号SKを単安定マルチバイブレータ24及びアナログ−ディジタル変換器11に出力する。
この信号SKを入力した時点での各信号SI1〜SIn、SIn+1 は、アナログ−ディジタル変換器11によりディジタル値の各データ信号SL1〜SLn、SLn+1 に変換され、これらデータ信号SL1〜SLn、SLn+1 は入出力インタフェース16、CPU14を経てRAM17に伝送され、ステップ#2において、このRAM17の所定の番地にピーク値Pn1 として格納される。
【0079】
なお、図4において、信号SKの「1」を示す部分の前縁と信号SF1の「0」を示す部分の後縁との時間Δt3 において異常検査は一時中断されるが、リアルタイムで正確にデータを収集するために、Shannonのサンプリング定理によりΔt3 <1/2Fmax (ただしFmax は最高周波数)を満足するように設定されている。
【0080】
一方、信号SKを入力した単安定マルチバイブレータ24は、この信号SKの後縁をトリガとして信号SMをストローブ信号としてデコーダ9に出力する。
この信号SMを入力したデコーダ9は、信号SHが指定する各アンド回路801〜80n、80n+1 に対してリセットのための「0」を示す信号SF1〜SFn、SFn+1 を出力する。
【0081】
図4に示すように、この「0」を示す信号SF1〜SFn、SFn+1 を入力した各アンド回路801〜80n、80n+1 は「0」を示す各信号をそれぞれサンプルアンドホールド回路601〜60n、60n+1 に出力し、そのピーク値は例えば図4に示す信号SCの点33まで急減し、再び前述したようにして、図4に示す次のサンプリング期間Δt内における最大のピーク値Pn2 をホールドしてマルチプレクサ10に出力する。
【0082】
但し、Δt>Δt2 ×(n+1)となるように設定されており、かつ(n+1)は周波数分析部の数である。
一方、例えば、RAM17にピーク値Pn1 が格納されると、
[Δt−{Δt2 ×(n+1) }]時間後に、周波数分析部301を指定する信号SHがデコーダ9及びマルチプレクサ10に出力され、又、信号SJが微分回路22に出力され、周波数分析部30nと同様にして、ピーク値P11を示す信号SI1がアナログ−ディジタル変換器11によりディジタル値のデータ信号SL1に変換され、このデータ信号SL1がRAM17に伝送され、このRAM17の所定の番地にピーク値P11として格納される。
【0083】
この後、リセットのための「0」を示す信号SF1がアンド回路801に出力されサンプルアンドホールド回路601は再びサンプリング状態に復帰する。
このようにして、サンプリング期間Δt内に他の各周波数分析部302〜30n+1 においてホールドされた最大のピーク値P21…P(n+1)1が順次RAM17の所定の番地に格納される。
【0084】
なお、マイクロコンピュータ13から出力される信号SJのパルス間隔は、図5に示す信号SL1〜SLn、SLn+1 に対応してSL1〜SLn、SLn+1 をサンプリングする期間中はΔt2 であり、例えば信号SLnから次のサンプリング期間Δtにおける信号SLn+1 をサンプリングするまでのパルス間隔は、前記したように[Δt−{Δt2 ×(n+1) }]である。
【0085】
このような信号SJのパルス間隔を得るためのプログラムは予めROM18中に格納されている。さらに、Δt2 ×(n+1) がサンプリング期間Δtに等しくなるように時間Δt2 を設定してもよい。
【0086】
上記各サンプリング期間Δt内において、各周波数分析部301〜30n、30n+1 ごとに順次行われるRAM17へのピーク値の格納は図5に示すようにm回繰り返して行われる。RAM17においてはピーク値は各周波数分析部301〜30n、30n+1 ごとに格納する。
【0087】
従って、各周波数分析部301〜30n、30n+1 ごとにm個のデータが格納される。
しかして、ステップ#3において、RAM17に格納されたデータ数がm×(n+1) (ただし、mはサンプリング回数、(n+1) は周波数分析部の数である)に達すると、CPU14の第1の演算手段14aは、ステップ#4において、各周波数分析部301〜30n、30n+1 ごとにピーク値を大きい順に並び換える演算を行い、この演算結果を図6に示すようにRAM17に格納する。
【0088】
次にCPU14の第2の演算手段14bは、ステップ#5において、例えばコンベア停止時の衝撃振動、エアシリンダ動作時の衝撃振動などの被検査体以外の振動源からの外乱の影響を除外するために、各周波数成分ごとにRAM17に格納されている上記大きい順に並べられたピーク値の大きい側からNIP個、例えば2個のデータを除外し、NIP+1番目のデータを有効最大ピーク値PEM1 …PEMn として抽出しRAM17に格納する。
【0089】
又、この第2の演算手段14bは、ステップ#6に移り、1回の検査時間内に各サンプリング期間ごとに各1個ずつ得られた最大ピーク値のうち、第2の音検出器201により検出された防音室ST2の外部の音の振幅の最大ピーク値を検索する。
【0090】
そして、第2の演算手段14bは、この最大ピーク値が予め設定されたしきい値を越えたか否かを判断し、最大ピーク値がしきい値を越えた場合、この最大ピーク値を検出したサンプリング期間内にサンプリングされた被検査体ST1の音の振幅のデータを削除する。
【0091】
この場合、第2の演算手段14bは、第2の音検出器201により検出された音がしきい値より大きくなったときを含むサンプリング期間内の被検査体ST1の音を削除するとともに、その前の1又は2以上のサンプリング期間内の被検査体ST1の音を削除する。
【0092】
なお、第2の演算手段14bは、第2の音検出器201により検出された音がしきい値より小さくなったときを含むサンプリング期間内の被検査体ST1の音を削除するとともに、その後の1又は2以上のサンプリング期間内の被検査体ST1の音を削除する。
【0093】
例えば、被検査体ST1を収納する防音室ST2の近傍に、例えば台車が通過したり、又は防音室ST2の近傍で物体が落下すると、第2の音検出器201は、台車の通過するときの音又は物体の落下したときの音を検出し、これら音の波形に対応した電気信号SA2を出力する。
【0094】
図7はかかる第2の音検出器201により台車の通過、又は物体の落下を検出したときの電気信号SA2の波形図である。この電気信号SAn+1 には、サンプリング期間Ta内において台車の通過するときの音又は物体の落下したときの音を検出したときの波形Gaが現れている。
【0095】
一方、第1の音検出器1から出力される電気信号SA1においても台車の通過の音、又は物体の落下の音による波形Gbが現れている。
従って、第2の演算手段14bは、サンプリング期間Ta内において第2の音検出器201により検出された防音室ST2の外部の音の振幅の最大ピーク値すなわち波形Gaによるピーク値を検索し、この最大ピーク値が予め設定されたしきい値を越えた場合、この最大ピーク値を検出したサンプリング期間Ta内にサンプリングされた被検査体ST1の音の振幅のデータを削除する。すなわち、サンプリング期間Ta内における電気信号SA1が削除される。
【0096】
次にCPU14の第3の演算手段14cは、ステップ#7において、各周波数成分ごとに、予めRAM17に設定されている各設定値PT1…PTnと、これら各設定値PT1…PTnに対応する各有効最大ピーク値PEM1 …PEMn とを比較し、有効最大ピーク値PEM1 …PEMn のうち一つでも設定値を越えていれば「被検査体1に異常あり」と判定する。
【0097】
なお、上記設定値は、実際の検査前に例えばN=100(個)程度の正常な被検査体に対して、前述したと同様にしてピーク値をRAM17に格納し、全部の被検査体について各周波数成分ごとに、ROM18に格納されている下式(1)(2)により有効最大ピーク値PEMkiの平均値Xi´及び標準偏差σi をCPU14にて演算しRAM17に格納する。
【0098】
【数1】
【0099】
ここで、iは周波数成分を示すもので、i=1…nである。また、kは被検差物の数でk=…1Nであり、PEMkiはk番目の被検査体の周波数成分iについてのピーク値である。上記式(1)(2)によって求められた平均値Xi´及び標準偏差σi に基づいて各周波数成分ごとにROM18に格納されている次式(3) により設定値PT1…PTnを求める。
【0100】
【数2】
【0101】
(ただしi=1…n)
ここで、Zは検査環境、検査基準に応じて任意に設定できる変数である。
上記設定値PT1…PTn、有効最大ピーク値PEM1 …PEMn 及び異常の有無についての判定結果は、ステップ#7において、図8及び図9に示すように各周波数成分ごとにCRT28により表示される。
【0102】
これらの図において周波数成分の数nは28となっている。なお、CRT28における表示のためのプログラムはROM18に予め格納されている。
図8は、波形が図7に示すような被検査体1の回転部分が固定部分に接触したときのいわゆる「当り異常」に起因するときの検査結果のCRT表示を示している。
【0103】
この図中において、棒グラフの影線部分は異常部分を示していて、有効最大ピーク値が設定値より大きいときに「異常」と判定している。異常を表わしている帯域は異常を示す棒グラフの直上部に矩形39…により表示されている。
【0104】
このように上記第1の実施の形態においては、被検査体1に対して外部の音を第2の音検出器201により検出し、この検出された音の振幅が予め設定されたしきい値を越えると、少なくともサンプリング中の被検査体1の音の振幅のデータを削除するので、被検査体1の音の影響を受けることなく、予期せぬ衝撃性の暗騒音や暗振動を確実に検出して、確実に被検査体1の異常判定ができる。
(2) 次に本発明の第2の実施の形態について説明する。なお、図1と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【0105】
この第2の実施の形態は、図1に示す異常検査装置を図9に示す被検査体ST0 に適用したものである。以下、図1に示す異常検査装置に従い説明する。
回転機器等の被検査体ST10は、ベースST11上に各防振ゴムST12を介して載置されている。ベースST11上には、支柱ST13が立設され、この支柱ST13の先端部に防振ゴムST14を介してシリンダST15が設けられている。
【0106】
そして、このシリンダST15の駆動先端に防振ゴムST16を介して第1の音又は振動検出器1が設けられている。
この第1の音又は振動検出器1は、被検査体ST10の音又は振動を検出し、その音又は振動波形に対応した波形を有する第1の電気信号SA1に変換出力する機能を有している。
【0107】
なお、この第1の音又は振動検出器1は、以下、第1の振動検出器1として説明する。
この第1の音検出器1の出力側は、増幅器2を介して、異なる周波数帯域の周波数成分に分析する各周波数分析部301〜30nに接続されている。
【0108】
第2の音又は振動検出部201は、図9に示すようにベースST11上に設けられ、予期できない暗騒音や暗振動、例えば台車が通過するときの音や振動、物体を落下したときの音や振動を検出し、その音又は振動波形に対応した波形を有する第2の電気信号SA2に変換出力する機能を有している。
【0109】
なお、この第2の音又は振動検出部201は、以下、第2の振動検出部201として説明する。
この第2の振動検出器201の出力側は、増幅器202を介して、周波数分析部30n+1 に接続されている。
【0110】
一方、CPU14は、被検査体ST10の異常判定を行う機能を有するもので、第1の演算手段14a、第2の演算手段14b及び第3の演算手段14cの各機能を有している。
【0111】
第1の演算手段14aは、第1の振動検出器1及び第2の振動検出器201により検出される各振動のデータを各ピーク値検出回路301〜30n+1 、マルチプレクサ10及びアナログ−ディジタル変換器11を通して取り込み、1回の検査時間内の各サンプリング期間ごとに各1個ずつ得られた最大ピーク値を大きさの順に並べ換える機能を有している。
【0112】
第2の演算手段14bは、第1の演算手段14aにより大きさの順に並び換えられた各最大ピーク値について外乱内容に対応して予め定められ特定番目の最大ピーク値を有効最大ピーク値として各周波数成分ごとに抽出する機能を有している。
【0113】
又、この第2の演算手段14bは、1回の検査時間内に各サンプリング期間ごとに各1個ずつ得られた最大ピーク値のうち、第2の振動検出器201により検出されたベース201上の外部の振動の最大ピーク値を検索し、この最大ピーク値が予め設定されたしきい値を越えた場合、この最大ピーク値を検出したサンプリング期間内にサンプリングされた被検査体ST10の振動のデータを削除するデータ削除手段としての機能を有している。
【0114】
この場合、第2の演算手段14bは、第2の振動検出器201により検出された振動がしきい値より大きくなったときを含むサンプリング期間内の被検査体ST10の音を削除するとともに、その前の1又は2以上のサンプリング期間内の被検査体ST10の音を削除する。
【0115】
なお、第2の演算手段14bは、第2の振動検出器201により検出された振動がしきい値より小さくなったときを含むサンプリング期間内の被検査体ST10の音を削除するとともに、その後の1又は2以上のサンプリング期間内の被検査体ST10の音を削除する。
【0116】
第3の演算手段14cは、第2の演算手段14bにより得られた有効最大ピーク値と予め設けられている設定値との比較により異常判定を行う機能を有している。
【0117】
次に上記の如く構成された装置の作用について説明する。
先ず、上記実施の形態の同様に、ROM18に後述する計算プログラムが格納されるとともに、RAM17に検査時間(例えば3秒)、サンプリング期間Δt(例えば0.1秒)、ピーク値を除外するための無効ピーク値数NIP(例えば2個)、異常が検出されたサンプリング期間の前後の削除すべきサンプリング期間数が格納される。
【0118】
なお、サンプリング期間Δtの長さは、外乱、例えばコンベア停止時の衝撃振動による影響時間より短くなるように設定するのが好ましい。
検査時間の長さは、検出すべき被検査体ST10の異常内容、例えば回転機器の回転異常によって決定する。又、異常が検出されたサンプリング期間の前後の削除すべきそれぞれのサンプリング期間数は、その外部の状態に合わせて適宜決められる。
【0119】
又、無効ピーク値数NIPの数は、上記検査時間内において発生する外乱の回数を経験的に求めて、この経験的に求められた外乱の回数に基づいて決定する。
しかして、回転機器等の被検査体ST10が起動すると、第1の振動検出器1は、回転機器の振動を検出し、その振動波形に対応した波形を有する第1の電気信号SA1を出力する。
【0120】
この第1の電気信号SA1は、増幅器2により増幅されたのち、各バンドパスフィルタ401〜40nに入力し、これらバンドパスフィルタ401〜40nにより所定の異なる周波数帯域の周波数成分の信号SC1〜SCnに変換される。
【0121】
このうち、例えば信号SCnは、図4に示すように正弦波状波形となっている。他の信号SC1〜SC(n−1)についても波形はほぼ正弦波状をなしている。
【0122】
これら信号SC1〜SCnは、それぞれサンプルアンドホールド回路601〜60n及び各比較器701〜70nに入力される。
このうちサンプルアンドホールド回路60nは、図4に示すようにピーク値を示す信号SDnを比較器70nに出力する。
【0123】
この比較器70nは、サンプルアンドホールド回路60nからの信号SDnを設定値として入力するとともにバンドパスフィルタ40nからの信号SCnを入力し、信号SCnより信号SDnが小さい場合には「0」を示す信号SEnをアンド回路80nに出力し、かつ信号SCnより信号SDnが大きい場合には「1」を示す信号SEnをアンド回路80nに出力する。
【0124】
図4に示す信号SCnは、例えば区間30においては単調増加しているので 「0」を示す信号SEnがアンド回路80nに出力される。
一方、アンド回路80nの他方の入力端には、後述するリセット時を除いて常に「1」を示すデコーダ9からの信号SFnが出力されているので、アンド回路80nからは「0」を示す信号SGnがサンプルアンドホールド回路60nに出力される。
【0125】
このサンプルアンドホールド回路60nは、アンド回路80nからの信号SFnが「0」のときピーク値をサンプリングし、信号SFn「1」のときピーク値をホールドする。
【0126】
従って、例えば区間30においては、サンプルアンドホールド回路60nはピーク値のサンプリング状態にあるので信号SDnも図4に示すように増加する。ところが、信号SCnの変曲点31を境界にして信号SEnは「1」となるので、アンド回路80nは「1」を示す信号SGnをサンプルアンドホールド回路60nに出力し、これによって変曲点31におけるピーク値Pn1 がホールドされ、このピーク値Pn1 を示す信号SDnがマルチプレクサ10に出力される。
【0127】
なお、他の周波数分析部301〜30(n−1)からも同様にしてピーク値P11…P(n-1)1を示す各信号SD1〜SD(n−1)が同時にマルチプレクサ10に出力される。
【0128】
一方、第2の振動検出器201は、ベースST11上の外部の振動を検出し、その振動波形に対応した波形を有する第2の電気信号SA2を出力する。
この第2の電気信号SA2は、増幅器202により増幅されたのち、バンドパスフィルタ40n+1 に入力し、信号SCn+1 に変換される。
【0129】
この信号SCn+1 は、サンプルアンドホールド回路60n+1 及び比較器70n+1 に入力される。
このうちサンプルアンドホールド回路60n+1 は、ピーク値を示す信号SDn+1 を比較器70n+1 に出力する。
【0130】
この比較器70n+1 は、サンプルアンドホールド回路60n+1 からの信号SDn+1 を設定値として入力するとともにバンドパスフィルタ40n+1 からの信号SCn+1 を入力し、信号SCn+1 より信号SDn+1 が小さい場合には「0」を示す信号SEn+1 をアンド回路80n+1 に出力し、かつ信号SCn+1 より信号SDn+1 が大きい場合には「1」を示す信号SEn+1 をアンド回路80n+1 に出力する。
【0131】
アンド回路80n+1 の他方の入力端には、上記同様に、リセット時を除いて常に「1」を示すデコーダ9からの信号SFn+1 が出力されているので、アンド回路80n+1 からは「0」を示す信号SGn+1 がサンプルアンドホールド回路60n+1 に出力される。
【0132】
このサンプルアンドホールド回路60n+1 は、アンド回路80n+1 からの信号SFn+1 が「0」のときピーク値をサンプリングし、信号SFn+1 「1」のときピーク値をホールドする。
【0133】
従って、サンプルアンドホールド回路60n+1 は、ベースST11上の外部の振動の波形に対応した信号SCn+1 の変曲点におけるピーク値をホールドし、このピーク値を示す信号SDn+1 をマルチプレクサ10に出力する。
【0134】
一方、CPU14は、入出力インタフェース16を介して所要の周波数分析部301〜30n、30n+1 を指定する信号を、システムバス20を経由してデコーダ9及びマルチプレクサ10に出力する。
【0135】
この信号SHがマルチプレクサ10に送られることにより、このマルチプレクサ10からは、図4に示すように各バンドパスフィルタ401〜40n、40n+1 を通過した周波数成分の各ピーク値(例えば上記Pn1 )、及び外部の振動の波形に対応した信号SCn+1 のピーク値を示す各信号SD1〜SDn、SDn+1 のみが、各信号SI1〜SIn、SIn+1 としてアナログ−ディジタル変換器11に順次出力される。
【0136】
これら信号SI1〜SIn、SIn+1 のアナログ−ディジタル変換器11への入力時点より時間Δt1 (数10μs)経過後に、CPU14は、図4に示すように入出力インタフェース16を介してパルス状の信号SJを時間Δt2 (約30ms以下)ごとに微分回路22に出力する。
【0137】
この微分回路22は、信号SJを微分した信号SKを単安定マルチバイブレータ24及びアナログ−ディジタル変換器11に出力する。
この信号SKを入力した時点での各信号SI1〜SIn、SIn+1 は、アナログ−ディジタル変換器11によりディジタル値の各データ信号SL1〜SLn、SLn+1 に変換され、これらデータ信号SL1〜SLn、SLn+1 は入出力インタフェース16、CPU14を経てRAM17に伝送され、このRAM17の所定の番地にピーク値Pn1 として格納される。
【0138】
なお、図4において、信号SKの「1」を示す部分の前縁と信号SF1の「0」を示す部分の後縁との時間Δt3 において異常検査は一時中断されるが、リアルタイムで正確にデータを収集するために、Shannonのサンプリング定理によりΔt3 <1/2Fmax (ただしFmax は最高周波数)を満足するように設定されている。
【0139】
一方、信号SKを入力した単安定マルチバイブレータ24は、この信号SKの後縁をトリガとして信号SMをストローブ信号としてデコーダ9に出力する。
この信号SMを入力したデコーダ9は、信号SHが指定する各アンド回路801〜80n、80n+1 に対してリセットのための「0」を示す信号SF1〜SFn、SFn+1 を出力する。
【0140】
図4に示すように、この「0」を示す信号SF1〜SFn、SFn+1 を入力した各アンド回路801〜80n、80n+1 は「0」を示す各信号をそれぞれサンプルアンドホールド回路601〜60n、60n+1 に出力し、そのピーク値は例えば図4に示す信号SCの点33まで急減し、再び前述したようにして、図4に示す次のサンプリング期間Δt内における最大のピーク値Pn2 をホールドしてマルチプレクサ10に出力する。
【0141】
但し、Δt>Δt2 ×(n+1)となるように設定されており、かつ(n+1)は周波数分析部の数である。
一方、例えば、RAM17にピーク値Pn1 が格納されると、
[Δt−{Δt2 ×(n+1) }]時間後に、周波数分析部301を指定する信号SHがデコーダ9及びマルチプレクサ10に出力され、又、信号SJが微分回路22に出力され、周波数分析部30nと同様にして、ピーク値P11を示す信号SI1がアナログ−ディジタル変換器11によりディジタル値のデータ信号SL1に変換され、このデータ信号SL1がRAM17に伝送され、このRAM17の所定の番地にピーク値P11として格納される。
【0142】
この後、リセットのための「0」を示す信号SF1がアンド回路801に出力されサンプルアンドホールド回路601は再びサンプリング状態に復帰する。
このようにして、サンプリング期間Δt内に他の各周波数分析部302〜30n+1 においてホールドされた最大のピーク値P21…P(n+1)1が順次RAM17の所定の番地に格納される。
【0143】
なお、マイクロコンピュータ13から出力される信号SJのパルス間隔は、図5に示す信号SL1〜SLn、SLn+1 に対応してSL1〜SLn、SLn+1 をサンプリングする期間中はΔt2 であり、例えば信号SLnから次のサンプリング期間Δtにおける信号SLn+1 をサンプリングするまでのパルス間隔は、前記したように[Δt−{Δt2 ×(n+1) }]である。
【0144】
このような信号SJのパルス間隔を得るためのプログラムは予めROM18中に格納されている。さらに、Δt2 ×(n+1) がサンプリング期間Δtに等しくなるように時間Δt2 を設定してもよい。
【0145】
上記各サンプリング期間Δt内において、各周波数分析部301〜30n、30n+1 ごとに順次行われるRAM17へのピーク値の格納は図5に示すようにm回繰り返して行われる。RAM17においてはピーク値は各周波数分析部301〜30n、30n+1 ごとに格納する。
【0146】
従って、各周波数分析部301〜30n、30n+1 ごとにm個のデータが格納される。
しかして、RAM17に格納されたデータ数がm×(n+1) (ただし、mはサンプリング回数、(n+1) は周波数分析部の数である)に達すると、CPU14の第1の演算手段14aは、各周波数分析部301〜30n、30n+1 ごとにピーク値を大きい順に並び換える演算を行い、この演算結果を図6に示すようにRAM17に格納する。
【0147】
次にCPU14の第2の演算手段14bは、例えばコンベア停止時の衝撃振動、エアシリンダ動作時の衝撃振動などの被検査体ST10以外の振動源からの外乱の影響を除外するために、各周波数成分ごとにRAM17に格納されている上記大きい順に並べられたピーク値の大きい側からNIP個、例えば2個のデータを除外し、NIP+1番目のデータを有効最大ピーク値PEM1 …PEMn として抽出しRAM17に格納する。
【0148】
又、この第2の演算手段14bは、1回の検査時間内に各サンプリング期間ごとに各1個ずつ得られた最大ピーク値のうち、第2の音検出器201により検出されたベースST11上の外部の振動の最大ピーク値を検索する。
【0149】
そして、第2の演算手段14bは、この最大ピーク値が予め設定されたしきい値を越えたか否かを判断し、最大ピーク値がしきい値を越えた場合、この最大ピーク値を検出したサンプリング期間内にサンプリングされた被検査体ST10の音の振幅のデータを削除する。
【0150】
この場合、第2の演算手段14bは、第2の振動検出器201により検出された振動がしきい値より大きくなったときを含むサンプリング期間内の被検査体ST10の音を削除するとともに、その前の1又は2以上のサンプリング期間内の被検査体ST10の音を削除する。
【0151】
例えば、被検査体ST10を載置するベースST11の近傍に、例えば台車が通過したり、又はベースST11の近傍で物体が落下すると、第2の振動検出器201は、台車の通過するときの振動又は物体の落下したときの振動を検出し、これら振動の波形に対応した電気信号SA2を出力する。
【0152】
一方、第1の振動検出器1から出力される電気信号SA1においても台車の通過の振動、又は物体の落下の振動による波形Gbが現れる。
従って、第2の演算手段14bは、サンプリング期間Ta内において第2の振動検出器201により検出されたベースST11上の振動の最大ピーク値を検索し、この最大ピーク値が予め設定されたしきい値を越えた場合、この最大ピーク値を検出したサンプリング期間内にサンプリングされた被検査体ST10の振動のデータを削除する。
【0153】
次にCPU14の第3の演算手段14cは、各周波数成分ごとに、予めRAM17に設定されている各設定値PT1…PTnと、これら各設定値PT1…PTnに対応する各有効最大ピーク値PEM1 …PEMn とを比較し、有効最大ピーク値PEM1 …PEMn のうち一つでも設定値を越えていれば「被検査体ST10に異常あり」と判定する。
【0154】
このように上記第2の実施の形態においては、被検査体ST10に対して外部の音を第2の振動検出器201により検出し、この検出された振動が予め設定されたしきい値を越えると、少なくともサンプリング中の被検査体ST10の振動のデータを削除するので、被検査体ST10の振動の影響を受けることなく、予期せぬ衝撃性の暗騒音や暗振動を確実に検出して、確実に被検査体ST10の異常判定ができる。
(3) 次に本発明の第3の実施の形態について説明する。なお、上記第1の実施の形態と同一部分についてはその説明を省略する。
【0155】
この発明の異常検査方法は、被検査体の音又は機械的振動を検出し、この音又は機械的振動を各周波数成分に分けてこれら成分における最大ピーク値を抽出し、これら最大ピーク値を大きさの順に並び換え、その中の特定番目の最大ピーク値に基づいて被検査体の異常判定を行う異常検査方法において、
特定番目の最大ピーク値として、各周波数成分における全サンプル数に対し所定の割合で選択されたサンプルの中の最大ピーク値を用いるものである。
【0156】
ここで、所定の割合は、各周波数成分毎に設定される。
具体的に説明すると、上記第1の実施の形態では、第1の演算手段14aにより各周波数分析部301〜30n、30n+1 ごとにピーク値を大きい順に並び換える演算を行い、この演算結果を図6に示すようにRAM17に格納する。
【0157】
続いて、第2の演算手段14bは、例えばコンベア停止時の衝撃振動、エアシリンダ動作時の衝撃振動などの被検査体以外の振動源からの外乱の影響を除外するために、各周波数成分ごとにRAM17に格納されている上記大きい順に並べられたピーク値の大きい側からNIP個、例えば2個のデータを除外し、NIP+1番目のデータを有効最大ピーク値PEM1 …PEMn として抽出しRAM17に格納する。
【0158】
この第2の演算手段14bは、1回の検査時間内に各サンプリング期間ごとに各1個ずつ得られた最大ピーク値のうち、第2の音検出器201により検出された防音室ST2の外部の音の振幅の最大ピーク値を検索する。
【0159】
そして、この第2の演算手段14bは、この最大ピーク値が予め設定されたしきい値を越えたか否かを判断し、最大ピーク値がしきい値を越えた場合、この最大ピーク値を検出したサンプリング期間内にサンプリングされた被検査体ST1の音の振幅のデータを削除する。
【0160】
この場合、第2の演算手段14bは、第2の音検出器201により検出された音がしきい値より大きくなったときを含むサンプリング期間内の被検査体ST1の音を削除するとともに、その前の1又は2以上のサンプリング期間内の被検査体ST1の音を削除する。
【0161】
又、第2の演算手段14bは、第2の音検出器201により検出された音がしきい値より小さくなったときを含むサンプリング期間内の被検査体ST1の音を削除するとともに、その後の1又は2以上のサンプリング期間内の被検査体ST1の音を削除する。
【0162】
これに対して第3の実施の形態では、回転機器等の被検査体の音又は機械的振動を検出し、この音又は機械的振動を各周波数成分に別けてこれら成分における最大ピーク値を抽出し、これら最大ピーク値を大きさの順に並び換えて上記図6と同様なデータ列とする。
【0163】
十分防音対策された防音室内や十分振動絶縁された被検査体上であれば、希に発生する衝撃波或いは突発性の暗騒音や暗振動は、被検査体の音又は振動よりも大きい。
【0164】
そこで、データ列の全サンプル数に対し所定の割合で大きい方からデータを削除し、残ったデータの中の最大ピーク値に基づいて被検査体の異常判定を行う。すなわち、最も大きい方から次式で得られた除外データ数を削除して、衝撃性或いは突発性の暗騒音や暗振動の影響を受けない有効最大ピーク値を得る。ここで、指定値は、除外データ数を全サンプル数の割合(百分率)とする。
【0165】
除外データ数=全サンプル数−(全サンプル数×指定値)/100 …(4)
なお、除外するデータを決めるのに用いる所定の割合は、例えば書き換え可能な記録媒体に予め記録しておき、検査の際に、記録媒体からその割合を呼び出して実際に除外されるデータ数を計算し、この値を用いて測定データ処理を行い除外した後の残りのデータを用いて異常判定を行う。
【0166】
この所定の割合は、各周波数成分毎に設定することができる。この所定の割合としては、例えば除外する分を全サンプル数の30%程度以下にする。
そして、上記指定値は、書き換え可能な記録媒体に格納しておき、本プログラムの実行開始直後に前記計算を1回行い、各周波数毎の除外データ数をRAM上に記録する。
【0167】
以降、検査する毎にRAM上に記録された除外データ数を使って有効最大ピーク値を得て、これと予め設定された判定基準とを比較して異常判定を行う。
このように上記第3の実施の形態によれば、回転機器等の被検査体の音又は機械的振動を検出し、この音又は機械的振動を各周波数成分に別けてこれら成分における最大ピーク値を抽出し、これら最大ピーク値を大きさの順に並び換えてデータ列とし、このデータ列の全サンプル数に対し所定の割合で大きい方からデータを削除し、残ったデータの中の最大ピーク値に基づいて被検査体の異常判定を行うようにしたので、上記第1の実施の形態と同様の効果を奏することは言うまでもなく、そのうえ異常音又は異常振動の減衰時間は各周波数成分毎に異なるので、これまでのように特定する順位(特定番目)を減衰時間が長い低周波数域で合わせると減衰時間が短い高周波数域では必要異常にデータを削減してしまう場合があり、一方それを減衰時間が短い高周波数域で合わせると暗騒音や暗振動がその低周波数域では十分に減衰しないので不要なデータが残る場合がある。これらはともに誤判定を生じてしまう原因となるが、上記第3の実施の形態によれば、そうした誤判定を防止できるので、より信頼性の高い異常検出が可能となる。
【0168】
なお、本発明は、上記第1乃至第3の実施の形態に限定されるものでなく次の通り変形してもよい。
例えば、異常検査装置は被検査体として回転機器に限ることなく、例えば原子炉、製造設備等の異常検出にも用いることができる。このとき、外乱の影響時間の長短に応じて、サンプリング期間Δt及び無効ピーク値数NIPを適宜変更する必要がある。
【0169】
さらに、表示部としてCRTを用いているが、印字装置のようなものでもよい。
又、各ピーク検出回路501〜50n+1 は、実効値検出回路であってもよく、或いは正半波ピーク値をホールドしただけでなく負半波ピーク値もホールドして絶対値ピーク値とする検出回路であってもよい。又、第2の音又は振動検出器201の出力信号を利用して、衝撃性又は突発性の暗騒音や暗振動が入ってきたときはホールド状態になるように各ピーク検出回路501〜50n+1 の各サンプルアンドホールド制御信号を直接制御してもよい。
【0170】
図10はかかる衝撃性又は突発性の暗騒音や暗振動が入ってきたときにホールド状態とする場合の構成図である。第2の音又は振動検出器201の出力側は、増幅器202、バンドパスフィルタ203、ピーク値又は実効値検出回路204、比較回路205を介して、各周波数分析部50n+1 に接続されている。
【0171】
この周波数分析部50n+1 は、サンプルアンドホールド回路60n+1 と、比較器70n+1 と、アンド回路80n+1 と、これら比較器70n+1 とアンド回路80n+1 との間に接続されたアンド回路90n+1 とから構成されている。
【0172】
このうちアンド回路90n+1 の入力部には、第2の音又は振動検出器201からの電気信号が入力している。
又、上記第1〜第3の実施の形態では、被検査体の音又は機械的振動を検出し、この音又は機械的振動を各周波数成分に分けてこれら成分における最大ピーク値を抽出し、これら最大ピーク値を大きさの順に並び換え、予め定められた特定番目の最大ピーク値に基づいて被検査体の異常判定を行う場合について説明したが、これは被検査体の音又は機械的振動を検出し、この音又は機械的振動を各周波数成分に分けてこれら成分における最大ピーク値を抽出して被検査体の異常判定を行う場合でも、被検査体に対して外部の音又は機械的振動を検出し、この検出された外部の音又は機械的振動が予め設定されたしきい値を越えた場合、少なくともサンプリング中の被検査体の音又は機械的振動を削除することにより、信頼性の高い異常検出ができる。
【0173】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、最大ピーク値を検出したサンプリング期間内で第1の音又は振動検出器により検出された被検査体の音又は機械的振動を削除し、かつ少なくとも最大ピーク値を検出したサンプリング期間後の1又は2以上のサンプリング期間内で第1の音又は振動検出器により検出された被検査体の音又は機械的振動を削除するので、予期できない衝撃性或いは突発性の暗騒音や暗振動による誤判定を防止して確実に被検査体の異常判定ができる信頼性の高い異常検査方法及びその装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる異常検査装置の第1の実施の形態を示す構成図。
【図2】第1及び第2の音又は振動検出器の配置図。
【図3】異常検出動作のフローチャート。
【図4】異常検出動作のタイミング図。
【図5】本装置の演算制御部に逐次入力する最大ピーク値を示す図。
【図6】本装置の演算制御部のRAMにて大きい順に並べ換えられた最大ピーク値の模式図。
【図7】被検査体の音及びその外部音の信号波形を示す図。
【図8】検査結果の表示例を示す図。
【図9】本発明に係わる異常検査装置の第2の実施の形態を示す構成図。
【図10】本発明装置の変形例を示す構成図。
【符号の説明】
1…第1の音又は振動検出器、
ST1…被検査体、
301〜30n,30n+1 …周波数分析部、
201…第2の音又は振動検出部、
501〜50n,50n+1 …ピーク値検出回路、
10…マルチプレクサ、
13…マイクロコンピュータ、
14a…第1の演算手段、
14b…第2の演算手段、
14c…第3の演算手段。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an abnormality inspection method and apparatus for detecting an abnormality of various devices based on sound or mechanical vibration.
[0002]
[Prior art]
For example, in a manufacturing process of a rotating device, a method of automatically performing mechanical comprehensive evaluation by vibration analysis has been developed. A typical example will be described next.
The first method is to detect mechanical vibration or sound generated in an object to be inspected, such as a rotating device, and to analyze the power spectrum or 1/3 octave frequency of the detected signals to obtain a pattern of normal and abnormal products. Are compared.
[0003]
The second method uses a high-pass filter to extract a high-frequency component of about 1 kHz or more from a mechanical vibration or sound detection signal generated in the object to be inspected. Are compared.
[0004]
The third method is a method in which an envelope signal is extracted from the high frequency signal obtained in the same manner as the second method by an envelope detection circuit, and the normal product and the abnormal product are compared and determined.
[0005]
However, in the first method, since the average power during measurement is obtained, it is shocking due to the ball cage of the bearing portion of the object to be measured, the rotation abnormality due to the presence of dust, the resonance abnormality of each component, etc. It is difficult to detect a pulsed signal that occurs only occasionally.
[0006]
In contrast, in the second and third methods, it is possible to detect an abnormal signal that cannot be detected by the first method, but on the other hand, various types of vibrations that occur in vibration sources other than the object to be inspected during actual inspection. It has a defect that a normal product is erroneously determined as an abnormal product due to the influence of disturbance such as sound and mechanical vibration. In addition, it is difficult to detect subtle bearing defects.
[0007]
That is, noise and vibration generated in the production line are mixed in the sound or vibration detection signal obtained by detecting the object to be inspected, and it is impossible to detect subtle abnormal sounds.
Therefore, Japanese Patent Publication No. 4-4534 discloses a technique in which the background noise and dark vibration are removed to enhance the detection capability of abnormal noise.
[0008]
This technology detects the sound or vibration of the object to be inspected, extracts each frequency component from this sound or vibration detection signal through, for example, each bandpass filter for each frequency component, and samples it within an inspection time consisting of a plurality of sampling periods. The maximum peak value for each frequency component in the period is detected one by one, and this is digitally converted and stored in the arithmetic control unit.
[0009]
Then, disturbance data is removed by rearranging the stored maximum peak values in order of magnitude for each frequency component, and the rearranged maximum peak value is determined to be a predetermined specific maximum corresponding to the content of the disturbance. The peak value is extracted for each frequency component as an effective maximum peak value for abnormality detection, and the abnormality of the inspected object is determined by comparing the effective maximum peak value for each frequency component with a preset value. To do.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the technique disclosed in Japanese Examined Patent Publication No. 4-4534, the arrangement of the maximum peak values for each frequency component obtained by removing disturbance data over the inspection time is rearranged in order of magnitude, and the order is determined in descending order. Since the specific data is used as an effective maximum peak value for anomaly determination, it is possible to eliminate regularly occurring impulsive background noise and background vibrations, but unforeseen background noise and background vibrations such as carts pass through. It is difficult to set the specific number of data to be removed for the sound, vibration, and sound and vibration when the object is dropped.
[0011]
For this reason, the specific number of data for removing background noise and background vibration is a number that allows for a margin, and as a result, the ability to determine abnormality of the object to be inspected is reduced.
[0012]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a highly reliable abnormality inspection method capable of reliably determining an abnormality of an object to be inspected by preventing an erroneous determination due to unexpected impact or sudden background noise or dark vibration. .
[0013]
Another object of the present invention is to provide a highly reliable abnormality inspection apparatus that can prevent an erroneous determination due to unexpected impact or sudden background noise or dark vibration and reliably determine the abnormality of an object to be inspected. To do.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The present invention , Housed in a soundproof room The sound or mechanical vibration of the inspected object By the first sound or vibration detector arranged in the soundproof room Detecting, dividing sound or mechanical vibration into each frequency component, extracting each maximum peak value in these frequency components, rearranging these maximum peak values in order of magnitude, to a predetermined specific maximum peak value In an abnormality inspection method for determining abnormality of an object to be inspected, external sound or mechanical vibration is applied to the object to be inspected. By a second sound or vibration detector placed outside the soundproof room Detect this detected external sound or mechanical vibration Maximum peak value of When exceeds the preset threshold, Detected by the first sound or vibration detector within the sampling period in which the maximum peak value was detected Delete the sound or mechanical vibration of the object under test And the sound or mechanical vibration of the object detected by the first sound or vibration detector within one or more sampling periods after the sampling period in which at least the maximum peak value is detected is deleted. This is an abnormality inspection method.
[0015]
The present invention , The sound or mechanical vibration of the object to be inspected housed in the soundproof room is detected by the first sound or vibration detector arranged in the soundproof room, and the sound or mechanical vibration is divided into the respective frequency components. Extract each maximum peak value, rearrange these maximum peak values in order of magnitude, and place them outside the soundproof room in an abnormality inspection device that performs abnormality determination of the inspected object based on a predetermined specific maximum peak value A second sound or vibration detector that detects external sound or mechanical vibration with respect to the object to be inspected, and a maximum peak of external sound or mechanical vibration detected by the second sound or vibration detector When the value exceeds a preset threshold, the sound or mechanical vibration of the object to be inspected detected by the first sound or vibration detector is deleted within the sampling period in which the maximum peak value is detected. And at least And and a data deletion means for deleting a sound or mechanical vibration of the object to be inspected which has been detected by the first sound or vibration detectors in one or more of the sampling period after the sampling period to detect the maximum peak value It is an abnormality inspection device.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(1) A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
The abnormality inspection method of the present invention detects the sound or mechanical vibration of an object to be inspected such as a rotating device, divides this sound or mechanical vibration into each frequency component, and extracts the maximum peak value in these components to be inspected. In an abnormality inspection method for performing abnormality determination of a body, more specifically, performing abnormality determination of an object to be inspected based on a specific maximum peak value obtained by rearranging these maximum peak values in order of size,
If an external sound or mechanical vibration is detected for the object to be inspected, and the detected external sound or mechanical vibration exceeds a preset threshold value, at least the sound of the object to be inspected during sampling is detected. Alternatively, mechanical vibration is eliminated.
[0028]
FIG. 1 is a configuration diagram of an abnormality inspection apparatus to which such an abnormality inspection method is applied.
As shown in FIG. 2, the first sound or
[0029]
The first sound or
The inspected object ST1 is accommodated in the soundproof room ST2 via each vibration isolating rubber ST3.
[0030]
The
The output side of the
[0031]
Each of these
[0032]
Among these, each of the peak
[0033]
These sample and hold
[0034]
Each of the
[0035]
Each AND
[0036]
The other input side of these AND
Each
[0037]
On the other hand, the second sound or
[0038]
The second sound or
The output side of the
[0039]
The frequency analysis unit 30n + 1 includes a bandpass filter 40n + 1 that is directly electrically connected to the
[0040]
Of these, the bandpass filter 40n + 1 is set so that its frequency band covers the entire frequency band of each of the
[0041]
The peak
The sample and hold
[0042]
In the
[0043]
The output side of the AND
[0044]
The other input side of the AND
The frequency analyzer 30n + 1 having such a configuration is connected to the input side of the
[0045]
The output side of the
The
[0046]
Of these, the
[0047]
The first computing means 14a converts the amplitude data of the sounds detected by the
[0048]
The second calculating means 14b sets each of the maximum peak values rearranged in order of magnitude by the first calculating means 14a in advance corresponding to the content of the disturbance, and sets each specific peak value as an effective maximum peak value. It has a function of extracting each frequency component.
[0049]
In addition, the second calculation means 14b has the soundproof room ST2 detected by the
[0050]
In this case, the second calculation means 14b deletes the sound of the inspected object ST1 within the sampling period including the time when the sound detected by the
[0051]
The second computing means 14b deletes the sound of the object ST1 within the sampling period including the time when the sound detected by the
[0052]
The third calculation means 14c has a function of performing abnormality determination by comparing the effective maximum peak value obtained by the second calculation means 14b with a preset value.
[0053]
A part of the
Although not shown, the
[0054]
The input /
[0055]
The input /
The output side of the differentiating
[0056]
The output side of the
These
[0057]
Further, the
The
[0058]
Next, the operation of the apparatus configured as described above will be described according to the abnormality inspection flowchart shown in FIG.
First, in
[0059]
Note that the length of the sampling period Δt is preferably set to be shorter than the influence time due to disturbance, for example, impact vibration when the conveyor is stopped.
The length of the inspection time is determined by the abnormal content of the inspection object to be detected, for example, the rotational abnormality of the rotating device.
[0060]
The number of invalid peak values N IP The number of disturbances is determined based on the number of disturbances empirically obtained within the inspection time and the number of disturbances obtained empirically.
Thus, the
[0061]
The
The first electric signal SA1 is amplified by the
[0062]
Hereinafter, the signal processing method of the signal SCn mainly in the case of n = 28, that is, 28 channels (center frequency is 10000 Hz) will be described in detail based on FIG. 1 and FIG.
[0063]
The signal SCn has a sinusoidal waveform as shown in FIG. The waveforms of the other signals SC1 to SC (n-1) are almost sinusoidal.
These signals SC1 to SCn are input to sample and hold
[0064]
Among them, the sample and hold
The
[0065]
Since the signal SCn shown in FIG. 4 monotonously increases in the
On the other hand, since the signal SFn from the
[0066]
The sample and hold
[0067]
Therefore, for example, in the
However, since the signal SEn becomes “1” at the
[0068]
Although not shown in FIG. 3, the peak value P is similarly obtained from the other
[0069]
On the other hand, the
The second electric signal SA2 is amplified by the
[0070]
This signal SCn + 1 is input to the sample and hold
Among these, the sample and hold
[0071]
The
[0072]
Since the signal SFn + 1 from the
[0073]
The sample and hold
[0074]
Accordingly, the sample-and-
[0075]
On the other hand, the
[0076]
When this signal SH is sent to the
[0077]
Time Δt from the time when these signals SI1 to SIn and SIn + 1 are input to the analog-to-
[0078]
The differentiating
The signals SI1 to SIn and SIn + 1 at the time when the signal SK is input are converted into digital data signals SL1 to SLn and SLn + 1 by the analog-
[0079]
In FIG. 4, the time Δt between the leading edge of the portion indicating “1” of the signal SK and the trailing edge of the portion indicating “0” of the signal SF1. Three In order to collect data accurately in real time, Shannon's sampling theorem indicates that Δt Three <1 / 2F max (However F max Is set to satisfy the highest frequency).
[0080]
On the other hand, the
The
[0081]
As shown in FIG. 4, the AND
[0082]
However, Δt> Δt 2 X (n + 1) is set, and (n + 1) is the number of frequency analysis units.
On the other hand, for example, the peak value Pn is stored in the
[Δt− {Δt 2 × (n + 1)}] After a time, the signal SH designating the
[0083]
Thereafter, a signal SF1 indicating “0” for resetting is output to the AND
In this way, the maximum peak value P held in each of the other frequency analysis units 302 to 30n + 1 within the sampling period Δt. twenty one ... P (n + 1) 1 Are sequentially stored in a predetermined address of the
[0084]
Note that the pulse interval of the signal SJ output from the
[0085]
A program for obtaining such a pulse interval of the signal SJ is stored in the
[0086]
During each sampling period Δt, the peak value is stored in the
[0087]
Accordingly, m pieces of data are stored for each of the
In step # 3, when the number of data stored in the
[0088]
Next, in
[0089]
Further, the second calculation means 14b moves to step # 6, and the
[0090]
Then, the second calculating means 14b determines whether or not the maximum peak value exceeds a preset threshold value, and detects the maximum peak value when the maximum peak value exceeds the threshold value. Data of the sound amplitude of the object ST1 sampled within the sampling period is deleted.
[0091]
In this case, the second calculation means 14b deletes the sound of the inspected object ST1 within the sampling period including the time when the sound detected by the
[0092]
The second computing means 14b deletes the sound of the subject ST1 within the sampling period including the time when the sound detected by the
[0093]
For example, if a carriage passes near the soundproof room ST2 that houses the object ST1 or an object falls in the vicinity of the soundproof room ST2, the
[0094]
FIG. 7 is a waveform diagram of the electrical signal SA2 when the
[0095]
On the other hand, also in the electric signal SA1 output from the
Therefore, the second calculation means 14b searches for the maximum peak value of the amplitude of the sound outside the soundproof room ST2 detected by the
[0096]
Next, in
[0097]
Note that the set values are stored in the
[0098]
[Expression 1]
[0099]
Here, i represents a frequency component, i = 1... N. K is the number of test objects, k =... 1N, P EMki Is the peak value for the frequency component i of the kth object. Mean value Xi ′ and standard deviation σ obtained by the above formulas (1) and (2) i Based on the following equation (3) stored in the
[0100]
[Expression 2]
[0101]
(Where i = 1 ... n)
Here, Z is a variable that can be arbitrarily set according to the inspection environment and inspection standards.
Above setting value P T1 ... P Tn , Effective maximum peak value P EM1 ... P EMn And the determination result about the presence or absence of abnormality is displayed by CRT28 for every frequency component in
[0102]
In these figures, the number n of frequency components is 28. A program for display on the
FIG. 8 shows a CRT display of the inspection result when the waveform is caused by a so-called “hit abnormality” when the rotating portion of the
[0103]
In this figure, the shaded portion of the bar graph indicates an abnormal portion, and it is determined as “abnormal” when the effective maximum peak value is larger than the set value. A band representing an abnormality is displayed by a
[0104]
As described above, in the first embodiment, a sound external to the device under
(2) Next, a second embodiment of the present invention will be described. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0105]
In the second embodiment, the abnormality inspection apparatus shown in FIG. 1 is applied to an inspected object ST0 shown in FIG. Hereinafter, description will be given according to the abnormality inspection apparatus shown in FIG.
An object to be inspected ST10 such as a rotating device is placed on the base ST11 via each anti-vibration rubber ST12. A support column ST13 is erected on the base ST11, and a cylinder ST15 is provided at the tip of the support column ST13 via an anti-vibration rubber ST14.
[0106]
A first sound or
The first sound or
[0107]
The first sound or
The output side of the
[0108]
The second sound or
[0109]
The second sound or
The output side of the
[0110]
On the other hand, the
[0111]
The first computing means 14a converts each vibration data detected by the
[0112]
The second calculating means 14b sets each of the maximum peak values rearranged in order of magnitude by the first calculating means 14a in advance corresponding to the content of the disturbance, and sets each specific peak value as an effective maximum peak value. It has a function of extracting each frequency component.
[0113]
Further, the second calculation means 14b is provided on the base 201 detected by the
[0114]
In this case, the second calculation means 14b deletes the sound of the inspected object ST10 within the sampling period including when the vibration detected by the
[0115]
The second calculation means 14b deletes the sound of the object to be inspected ST10 within the sampling period including when the vibration detected by the
[0116]
The third calculation means 14c has a function of performing abnormality determination by comparing the effective maximum peak value obtained by the second calculation means 14b with a preset value.
[0117]
Next, the operation of the apparatus configured as described above will be described.
First, as in the above-described embodiment, a calculation program (to be described later) is stored in the
[0118]
Note that the length of the sampling period Δt is preferably set to be shorter than the influence time due to disturbance, for example, impact vibration when the conveyor is stopped.
The length of the inspection time is determined by the abnormal content of the inspected object ST10 to be detected, for example, the rotational abnormality of the rotating device. Further, the number of sampling periods to be deleted before and after the sampling period in which an abnormality is detected is appropriately determined according to the external state.
[0119]
The number of invalid peak values N IP The number of disturbances is determined based on the number of disturbances empirically obtained within the inspection time and the number of disturbances obtained empirically.
Thus, when the inspected object ST10 such as a rotating device is activated, the
[0120]
The first electric signal SA1 is amplified by the
[0121]
Among these, for example, the signal SCn has a sinusoidal waveform as shown in FIG. The waveforms of the other signals SC1 to SC (n-1) are almost sinusoidal.
[0122]
These signals SC1 to SCn are input to sample and hold
Among them, the sample and hold
[0123]
The
[0124]
Since the signal SCn shown in FIG. 4 monotonously increases in the
On the other hand, since the signal SFn from the
[0125]
The sample and hold
[0126]
Therefore, for example, in the
[0127]
The peak value P is similarly obtained from the other
[0128]
On the other hand, the
The second electric signal SA2 is amplified by the
[0129]
This signal SCn + 1 is input to the sample and hold
Among these, the sample and hold
[0130]
The
[0131]
Since the signal SFn + 1 from the
[0132]
The sample and hold
[0133]
Accordingly, the sample-and-
[0134]
On the other hand, the
[0135]
When this signal SH is sent to the
[0136]
Time Δt from the time when these signals SI1 to SIn and SIn + 1 are input to the analog-to-
[0137]
The differentiating
The signals SI1 to SIn and SIn + 1 at the time when the signal SK is input are converted into digital data signals SL1 to SLn and SLn + 1 by the analog-
[0138]
In FIG. 4, the time Δt between the leading edge of the portion indicating “1” of the signal SK and the trailing edge of the portion indicating “0” of the signal SF1. Three In order to collect data accurately in real time, Shannon's sampling theorem indicates that Δt Three <1 / 2F max (However F max Is set to satisfy the highest frequency).
[0139]
On the other hand, the
The
[0140]
As shown in FIG. 4, the AND
[0141]
However, Δt> Δt 2 X (n + 1) is set, and (n + 1) is the number of frequency analysis units.
On the other hand, for example, the peak value Pn is stored in the
[Δt− {Δt 2 × (n + 1)}] After a time, the signal SH designating the
[0142]
Thereafter, a signal SF1 indicating “0” for resetting is output to the AND
In this way, the maximum peak value P held in each of the other frequency analysis units 302 to 30n + 1 within the sampling period Δt. twenty one ... P (n + 1) 1 Are sequentially stored in a predetermined address of the
[0143]
Note that the pulse interval of the signal SJ output from the
[0144]
A program for obtaining such a pulse interval of the signal SJ is stored in the
[0145]
During each sampling period Δt, the peak value is stored in the
[0146]
Accordingly, m pieces of data are stored for each of the
When the number of data stored in the
[0147]
Next, the second calculating means 14b of the
[0148]
In addition, the second calculation means 14b is provided on the base ST11 detected by the
[0149]
Then, the second calculating means 14b determines whether or not the maximum peak value exceeds a preset threshold value, and detects the maximum peak value when the maximum peak value exceeds the threshold value. Data on the amplitude of the sound of the object ST10 sampled within the sampling period is deleted.
[0150]
In this case, the second calculation means 14b deletes the sound of the inspected object ST10 within the sampling period including when the vibration detected by the
[0151]
For example, when a carriage passes near the base ST11 on which the inspected object ST10 is placed, or an object falls near the base ST11, the
[0152]
On the other hand, also in the electric signal SA1 output from the
Accordingly, the second calculation means 14b searches for the maximum peak value of vibration on the base ST11 detected by the
[0153]
Next, the third calculation means 14c of the
[0154]
As described above, in the second embodiment, the
(3) Next, a third embodiment of the present invention will be described. The description of the same parts as those in the first embodiment is omitted.
[0155]
The abnormality inspection method of the present invention detects the sound or mechanical vibration of the object to be inspected, divides this sound or mechanical vibration into each frequency component, extracts the maximum peak value in these components, and increases these maximum peak values. In the abnormality inspection method for rearranging in the order of, and determining the abnormality of the inspected object based on the specific maximum peak value among them,
As the specific maximum peak value, the maximum peak value among samples selected at a predetermined ratio with respect to the total number of samples in each frequency component is used.
[0156]
Here, the predetermined ratio is set for each frequency component.
More specifically, in the first embodiment, the first calculation means 14a performs an operation for rearranging the peak values in the descending order for each of the
[0157]
Subsequently, the second calculation means 14b is provided for each frequency component in order to exclude the influence of disturbances from vibration sources other than the object to be inspected, such as impact vibration when the conveyor is stopped and impact vibration when the air cylinder is operating. Are stored in the
[0158]
This second computing means 14b is located outside the soundproof room ST2 detected by the
[0159]
Then, the second calculation means 14b determines whether or not the maximum peak value exceeds a preset threshold value, and detects the maximum peak value when the maximum peak value exceeds the threshold value. The data of the amplitude of the sound of the subject ST1 sampled within the sampling period is deleted.
[0160]
In this case, the second calculation means 14b deletes the sound of the inspected object ST1 within the sampling period including the time when the sound detected by the
[0161]
The second computing means 14b deletes the sound of the object ST1 within the sampling period including the time when the sound detected by the
[0162]
On the other hand, in the third embodiment, the sound or mechanical vibration of an object to be inspected such as a rotating device is detected, and the maximum peak value in these components is extracted by dividing this sound or mechanical vibration into each frequency component. Then, these maximum peak values are rearranged in order of magnitude to form a data string similar to that in FIG.
[0163]
If the soundproofing room is sufficiently soundproofed or on a test object that is sufficiently vibration-insulated, rarely generated shock waves or sudden background noise or vibration is larger than the sound or vibration of the test object.
[0164]
Therefore, the data is deleted from the larger one in a predetermined ratio with respect to the total number of samples in the data string, and the abnormality of the object to be inspected is determined based on the maximum peak value in the remaining data. That is, the number of excluded data obtained by the following equation is deleted from the largest one to obtain an effective maximum peak value that is not affected by impact noise or sudden background noise or background vibration. Here, as the designated value, the number of excluded data is the ratio (percentage) of the total number of samples.
[0165]
Number of excluded data = total number of samples− (total number of samples × specified value) / 100 (4)
The predetermined ratio used to determine the data to be excluded is recorded in advance on, for example, a rewritable recording medium, and the number of data actually excluded is calculated by calling the ratio from the recording medium at the time of inspection. Then, measurement data processing is performed using this value, and abnormality determination is performed using the remaining data after exclusion.
[0166]
This predetermined ratio can be set for each frequency component. As this predetermined ratio, for example, the amount to be excluded is set to about 30% or less of the total number of samples.
The specified value is stored in a rewritable recording medium, the calculation is performed once immediately after the execution of the program is started, and the number of excluded data for each frequency is recorded on the RAM.
[0167]
Thereafter, every time inspection is performed, an effective maximum peak value is obtained using the number of excluded data recorded on the RAM, and an abnormality is determined by comparing this with a preset criterion.
As described above, according to the third embodiment, the sound or mechanical vibration of the object to be inspected such as a rotating device is detected, and the sound or the mechanical vibration is separated into each frequency component, and the maximum peak value in these components is detected. Are extracted and rearranged in order of magnitude to create a data string, and the data is deleted from the larger one at a predetermined rate with respect to the total number of samples in this data string, and the maximum peak value in the remaining data Since the abnormality determination of the object to be inspected is performed based on the above, it is needless to say that the same effect as that of the first embodiment is obtained, and furthermore, the decay time of the abnormal sound or abnormal vibration is different for each frequency component. So, if the order of identification (specific number) is matched in the low frequency range where the decay time is long as before, data may be reduced abnormally in the high frequency range where the decay time is short, while Since background noise and dark vibration between 衰時 is matched with a short high-frequency range is not sufficiently attenuated by the low frequency region is sometimes unnecessary data remains. Both of these cause misjudgment, but according to the third embodiment, since such misjudgment can be prevented, more reliable abnormality detection is possible.
[0168]
In addition, this invention is not limited to the said 1st thru | or 3rd embodiment, You may deform | transform as follows.
For example, the abnormality inspection apparatus is not limited to a rotating device as an object to be inspected, and can also be used for abnormality detection of, for example, a nuclear reactor and a manufacturing facility. At this time, the sampling period Δt and the number of invalid peak values N according to the length of the influence time of the disturbance IP Need to be changed accordingly.
[0169]
Furthermore, although a CRT is used as the display unit, it may be a printer.
Each of the
[0170]
FIG. 10 is a configuration diagram in a case where a hold state is entered when such shocking or sudden background noise or dark vibration enters. The output side of the second sound or
[0171]
The
[0172]
Among these, the second sound or the electric signal from the
In the first to third embodiments, the sound or mechanical vibration of the object to be inspected is detected, the sound or mechanical vibration is divided into frequency components, and the maximum peak value in these components is extracted. The maximum peak values are rearranged in order of magnitude, and the case where the abnormality determination of the inspected object is performed based on the predetermined specific maximum peak value has been described. This is because the sound or mechanical vibration of the inspected object is detected. Even when this sound or mechanical vibration is divided into frequency components and the maximum peak value in these components is extracted to determine abnormality of the inspected object, external sound or mechanical If vibration is detected and the detected external sound or mechanical vibration exceeds a preset threshold, at least the sound or mechanical vibration of the object to be inspected during sampling is deleted to ensure reliability. High anomaly detection Kill.
[0173]
【The invention's effect】
As detailed above According to the present invention, the sampling in which the sound or mechanical vibration of the inspection object detected by the first sound or vibration detector is deleted within the sampling period in which the maximum peak value is detected, and at least the maximum peak value is detected. Since the sound or mechanical vibration of the inspected object detected by the first sound or vibration detector within one or more sampling periods after the period is deleted, A highly reliable abnormality inspection method that can reliably determine the abnormality of an object to be inspected by preventing erroneous determination due to unexpected impact or sudden background noise or vibration. And its device Can provide.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of an abnormality inspection apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a layout view of first and second sound or vibration detectors.
FIG. 3 is a flowchart of an abnormality detection operation.
FIG. 4 is a timing chart of an abnormality detection operation.
FIG. 5 is a diagram illustrating a maximum peak value that is sequentially input to an arithmetic control unit of the apparatus.
FIG. 6 is a schematic diagram of maximum peak values rearranged in descending order in the RAM of the calculation control unit of the apparatus.
FIG. 7 is a diagram showing signal waveforms of a sound of an object to be inspected and its external sound.
FIG. 8 is a diagram showing a display example of inspection results.
FIG. 9 is a configuration diagram showing a second embodiment of an abnormality inspection apparatus according to the present invention.
FIG. 10 is a configuration diagram showing a modification of the device of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 ... first sound or vibration detector,
ST1 ... Inspection object,
301 to 30n, 30n + 1 ... frequency analysis unit,
201 ... 2nd sound or vibration detection part,
501-50n, 50n + 1 ... peak value detection circuit,
10: Multiplexer,
13 ... Microcomputer,
14a ... 1st calculating means,
14b ... second calculation means,
14c ... 3rd calculating means.
Claims (7)
前記被検査体に対して外部の音又は機械的振動を前記防音室外に配置された第2の音又は振動検出器により検出し、この検出された前記外部の前記音又は前記機械的振動の前記最大ピーク値が予め設定されたしきい値を越えた場合、当該最大ピーク値を検出したサンプリング期間内で前記第1の音又は振動検出器により検出された前記被検査体の前記音又は前記機械的振動を削除し、
かつ少なくとも前記最大ピーク値を検出した前記サンプリング期間後の1又は2以上のサンプリング期間内で前記第1の音又は振動検出器により検出された前記被検査体の前記音又は前記機械的振動を削除することを特徴とする異常検査方法。Sound or mechanical vibration of the object to be inspected, which is housed in soundproof chamber detected by the first sound or vibration detector disposed in the soundproofing chamber, these the sound or divided the mechanical vibration to each frequency component In the abnormality inspection method of extracting each maximum peak value in the frequency component , rearranging these maximum peak values in order of magnitude, and performing abnormality determination of the inspected object based on a predetermined specific maximum peak value,
The detected by a second sound or vibration detector disposed outside sound or mechanical vibration to the soundproofing outdoor against the object to be inspected, the said sound or said mechanical vibration of said detected external When the maximum peak value exceeds a preset threshold value, the sound of the object to be inspected or the machine detected by the first sound or vibration detector within the sampling period in which the maximum peak value is detected remove the vibration,
The sound or the mechanical vibration of the object to be inspected detected by the first sound or vibration detector within at least one sampling period after the sampling period in which the maximum peak value is detected is deleted. An abnormality inspection method characterized by:
前記防音室外に配置され、前記被検査体に対して外部の音又は機械的振動を検出する第2の音又は振動検出器と、
前記第2の音又は振動検出器により検出された前記外部の前記音又は前記機械的振動の前記最大ピーク値が予め設定されたしきい値を越えた場合、当該最大ピーク値を検出したサンプリング期間内で前記第1の音又は振動検出器により検出された前記被検査体の前記音又は前記機械的振動を削除し、かつ少なくとも前記最大ピーク値を検出した前記サンプリング期間後の1又は2以上のサンプリング期間内で前記第1の音又は振動検出器により検出された前記被検査体の前記音又は前記機械的振動を削除するデータ削除手段と、
を具備したことを特徴とする異常検査装置。 The sound or mechanical vibration of the object to be inspected housed in the soundproof room is detected by the first sound or vibration detector arranged in the soundproof room, and the sound or the mechanical vibration is divided into frequency components. In the abnormality inspection apparatus that extracts each maximum peak value in the frequency component, rearranges these maximum peak values in order of magnitude, and performs abnormality determination of the inspected object based on a predetermined specific maximum peak value,
A second sound or vibration detector disposed outside the soundproof room and detecting external sound or mechanical vibration with respect to the object to be inspected;
When the maximum peak value of the external sound or mechanical vibration detected by the second sound or vibration detector exceeds a preset threshold value, a sampling period in which the maximum peak value is detected 1 or 2 or more after the sampling period in which the sound or the mechanical vibration of the inspection object detected by the first sound or vibration detector is deleted and at least the maximum peak value is detected Data deleting means for deleting the sound or the mechanical vibration of the inspection object detected by the first sound or vibration detector within a sampling period;
Abnormal inspection device characterized by comprising a.
前記第1の音又は振動検出器は、前記防音室内に配置され、前記被検査体前記音又は前記振動を検出し、
前記第2の音又は振動検出器は、前記防音室の外部に配置され、予期できない暗騒音や暗振動検出する、
ことを特徴とする請求項3記載の異常検査装置。 The object to be inspected is a rotating device housed in the soundproof room via a vibration-proof rubber,
The first sound or vibration detector is disposed in the soundproof room, detects the sound or vibration of the object to be inspected,
The second sound or vibration detector is disposed outside the soundproof room and detects unforeseen background noise or background vibration,
The abnormality inspection apparatus according to claim 3 .
前記ベース上に立設された支柱と、
前記支柱の先端部に防振ゴムを介して設けられたシリンダと、
を有し、
前記被検査体は、回転機器であり、
前記第1の音又は振動検出器は、前記シリンダの駆動先端に防振ゴムを介して設けられ 、前記被検査体の音又は振動を検出し、
前記第2の音又は振動検出器は、前記ベース上に設けられ、予期できない暗騒音や暗振動を検出する、
ことを特徴とする請求項3記載の異常検査装置。 A base on which the object to be inspected is placed via an anti-vibration rubber;
A support column erected on the base;
A cylinder provided via a vibration-proof rubber at the tip of the column;
Have
The object to be inspected is a rotating device,
The first sound or vibration detector is provided at the driving tip of the cylinder via an anti-vibration rubber, and detects the sound or vibration of the object to be inspected.
The second sound or vibration detector is provided on the base and detects unforeseen background noise or background vibration,
The abnormality inspection apparatus according to claim 3 .
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