JP7150450B2 - Acceleration detection device and bearing device provided with the same - Google Patents
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Description
この発明は、加速度検出装置およびそれを備える軸受装置に関する。 The present invention relates to an acceleration detection device and a bearing device having the same.
加速度センサの検出精度を高める方法として、国際公開第2015/145489号では1枚の検出基板に対して、検出方向を互いに逆向きとして2つの加速度センサを配置し、これらから差動信号を得ることで構造上のアンバランス問題を解決する方法が提案されている。 As a method for improving the detection accuracy of the acceleration sensor, in International Publication No. WO 2015/145489, two acceleration sensors are arranged with the detection directions opposite to each other on one detection substrate, and a differential signal is obtained from these. proposed a method to solve the structural imbalance problem.
また、類似の方法として、特許第3129120号公報では2組の圧電素子等の各々について伸び方向と縮み方向が互いに逆向きとなるように設置して、これらから出力される差動信号を検出することで、温度変化による変形を相殺する方法が提案されている。 As a similar method, in Japanese Patent No. 3129120, two sets of piezoelectric elements or the like are installed so that their expansion and contraction directions are opposite to each other, and differential signals output from these are detected. Therefore, a method of canceling deformation due to temperature change has been proposed.
センサ筐体から出力される信号をケーブルや無線を介して入力側の制御部が受ける場合、伝送経路で外乱ノイズが重畳されると、制御部は信号とノイズを識別することが困難である。このため、一対のセンサから差動信号を制御部に伝送することが行なわれている。 When the control unit on the input side receives a signal output from the sensor housing via a cable or wirelessly, it is difficult for the control unit to distinguish between the signal and the noise if disturbance noise is superimposed on the transmission path. Therefore, a differential signal is transmitted from the pair of sensors to the control unit.
従来は差動信号を出力する場合は、対向する1対のセンサや圧電素子は、物理的に同じ特性のものを使用していた。 Conventionally, when outputting a differential signal, a pair of facing sensors and piezoelectric elements have the same physical characteristics.
しかし、加速度センサのS/N比を高めるためには、測定対象から発生する加速度値の上限に近い狭帯域のセンサを使用することが望ましい。ただし、加速度センサでは、想定しない外乱等によりオーバーレンジとなってしまうことも多々あり、安全をみて広帯域センサを使わざるを得ないケースが多い。また、圧電素子方式等の加速度センサは衝撃荷重や突発的な流入電流等の外乱による故障率も高く、冗長性の確保が望まれている。 However, in order to increase the S/N ratio of the acceleration sensor, it is desirable to use a narrow band sensor close to the upper limit of the acceleration value generated from the object to be measured. However, the accelerometer often goes over the range due to unexpected disturbances, etc., and there are many cases where the use of a wideband sensor is unavoidable for safety reasons. In addition, acceleration sensors such as piezoelectric elements have a high failure rate due to external disturbances such as shock loads and sudden inflow currents, so it is desired to ensure redundancy.
本発明は、このような課題を解決するためのものであって、その目的は、鉄道車両や建設機械、農機等の外乱ノイズが多い環境下での使用に適した、加速度信号を正確に検出し、さらに冗長性の高い加速度検出装置を提供することである。 The present invention is intended to solve such problems, and its object is to accurately detect acceleration signals suitable for use in environments with a lot of disturbance noise such as railway vehicles, construction machines, and agricultural machines. It is another object of the present invention to provide an acceleration detection device with high redundancy.
本開示の加速度検出装置は、第1加速度センサと、第1加速度センサとは計測周波数の帯域または加速度の検出範囲が異なる第2加速度センサとを備える。第1加速度センサと第2加速度センサは、加速度検出軸の正方向が互いに逆向きになるように配置される。 An acceleration detection device according to the present disclosure includes a first acceleration sensor and a second acceleration sensor having a measurement frequency band or an acceleration detection range different from that of the first acceleration sensor. The first acceleration sensor and the second acceleration sensor are arranged such that the positive directions of the acceleration detection axes are opposite to each other.
好ましくは、加速度検出装置は、第1加速度センサ、第2加速度センサの少なくとも一方の出力を受け、第1加速度センサ、第2加速度センサの出力信号のレベルをそろえるように調整するレベル調整部をさらに備える。 Preferably, the acceleration detection device further includes a level adjustment unit that receives the output of at least one of the first acceleration sensor and the second acceleration sensor, and adjusts the levels of the output signals of the first acceleration sensor and the second acceleration sensor to match. Prepare.
より好ましくは、レベル調整部を通過した後の第1加速度センサおよび第2加速度センサの出力の差動処理を実行する差動処理部をさらに備える。 More preferably, it further comprises a differential processing section that performs differential processing on the outputs of the first acceleration sensor and the second acceleration sensor after passing through the level adjustment section.
好ましくは、加速度検出装置は、第1加速度センサの出力と第2加速度センサの出力とを用いた第1処理と、第1加速度センサの出力と第2加速度センサの出力のいずれか一方を用いた第2処理とを実行するように構成された、検出処理部をさらに備える。検出処理部は、第1加速度センサの出力と第2加速度センサの出力の両方が正常である場合には、第1処理を実行し、第1加速度センサの出力と第2加速度センサの出力のいずれか一方が正常であり、他方が正常でない場合には、正常である加速度センサの出力を使用して第2処理を実行する。 Preferably, the acceleration detection device uses either one of the first processing using the output of the first acceleration sensor and the output of the second acceleration sensor, and the output of the first acceleration sensor and the output of the second acceleration sensor. and a detection processor configured to perform a second process. The detection processing unit executes the first process when both the output of the first acceleration sensor and the output of the second acceleration sensor are normal, and detects which of the output of the first acceleration sensor and the output of the second acceleration sensor. If one of them is normal and the other is not normal, the normal output of the acceleration sensor is used to execute the second process.
好ましくは、加速度検出装置は、第1加速度センサの出力と第2加速度センサの出力の差動信号を出力する差動出力部と、第1加速度センサの出力の正転信号と、第2加速度センサの反転信号とを出力する処理を実行する信号出力部とをさらに備える。 Preferably, the acceleration detection device includes a differential output section that outputs a differential signal between the output of the first acceleration sensor and the output of the second acceleration sensor, the forward rotation signal of the output of the first acceleration sensor, and the output of the second acceleration sensor. and a signal output unit for outputting an inverted signal of .
好ましくは、加速度検出装置は、第1加速度センサの出力と第2加速度センサの出力とを受け、第1加速度センサの出力と第2加速度センサの出力の差動信号と、第1加速度センサの出力の正転信号と、第2加速度センサの反転信号とを出力する処理を実行する入力処理部をさらに備える。 Preferably, the acceleration detection device receives the output of the first acceleration sensor and the output of the second acceleration sensor, receives a differential signal between the output of the first acceleration sensor and the output of the second acceleration sensor, and the output of the first acceleration sensor. and an input processing unit that outputs a normal signal of the second acceleration sensor and an inverted signal of the second acceleration sensor.
本発明の加速度検出装置によれば、鉄道車両や建設機械、農機等の外乱ノイズが多い環境下でも、加速度信号を正確に検出でき、さらに故障に対する冗長性を高めることができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the acceleration detection device of the present invention, an acceleration signal can be accurately detected even in an environment with a lot of disturbance noise such as railroad vehicles, construction machinery, agricultural machinery, etc., and redundancy against failure can be enhanced.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings below, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.
[実施の形態1]
図1は、実施の形態1に係る加速度検出装置の構成を示す回路図である。図1を参照して、加速度検出装置1は、第1加速度センサSAと、第2加速度センサSBとを備える。第2加速度センサSBは、第1加速度センサSAとは計測周波数の帯域または加速度の検出範囲が異なる。たとえば、第1加速度センサSAの加速度の検出範囲を-m1~+m1(G)とし、第2加速度センサSBの加速度の検出範囲を-m2~+m2(G)とすると、m1>m2である。したがって、第1加速度センサSAのほうが第2加速度センサSBよりも検出範囲が広く、第2加速度センサSBのほうが強い加振力が加わった場合にオーバーレンジしやすい。その代わりに、第2加速度センサSBの感度は第1加速度センサSAの感度よりも高い。したがって、同じ振動が加わった場合に、第2加速度センサSBのほうが第1加速度センサSAよりも大きな振幅の信号を出力する。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of an acceleration detection device according to
第1加速度センサSAと第2加速度センサSBは、加速度検出軸の正方向が互いに逆向きになるように配置される。矢印Xに示す方向に対し、第1加速度センサSAは同じ方向が正であり、第2加速度センサSBは逆方向が正である。 The first acceleration sensor SA and the second acceleration sensor SB are arranged such that the positive directions of the acceleration detection axes are opposite to each other. The positive direction of the first acceleration sensor SA is the same as the direction indicated by the arrow X, and the positive direction of the second acceleration sensor SB is the opposite direction.
加速度検出装置1は、第1加速度センサSA、第2加速度センサSBの少なくとも一方の出力を受け、第1加速度センサSA、第2加速度センサSBの出力信号のレベルをそろえるように調整するレベル調整部20をさらに備える。レベル調整部20は、図1に示すように、第1加速度センサSA、第2加速度センサSBにそれぞれ対応するレベル調整処理部21,22を含んでもよいが、いずれか一方の加速度センサに対応するレベル調整処理部のみを含むものであっても良い。
The
たとえば、第2加速度センサSBが出力する信号の振幅が、第1加速度センサSAが出力する信号の振幅の2倍であるとすると、レベル調整部20は、第1加速度センサSAの出力をそのまま出力しつつ、第2加速度センサSBが出力する信号の振幅を二分の一に減衰させる処理を行ない、2つの信号のレベルをそろえる。
For example, if the amplitude of the signal output by the second acceleration sensor SB is twice the amplitude of the signal output by the first acceleration sensor SA, the
加速度検出装置1は、レベル調整部20を通過した後の第1加速度センサSAおよび第2加速度センサSBの出力の差動処理を実行する差動処理部24をさらに備える。
The
加速度検出装置1は、第1加速度センサSAの出力の正転信号と、第2加速度センサSBの反転信号とを出力する処理を実行する信号出力部10とをさらに備える。このように、実施の形態1に係る加速度検出装置1は、出力信号OUTA~OUTCを使用可能とすることにより、ユーザーは必要に応じて使いやすい出力を用いて加速度を監視することができる。
The
図2は、レベル調整部の動作を説明するための波形図である。図1、図2を参照して、波形A1は第1加速度センサSAが出力する波形であり、波形B1は第2加速度センサSBが出力する波形である。振動の基本波形は、波形A1と波形B1で逆相となっている。波形B1は、波形A1の2倍の振幅を有している。そして伝送路において、同相で大きさが等しいノイズが信号に重畳している。 FIG. 2 is a waveform diagram for explaining the operation of the level adjusting section. 1 and 2, waveform A1 is the waveform output by first acceleration sensor SA, and waveform B1 is the waveform output by second acceleration sensor SB. The basic waveforms of the vibration are the waveform A1 and the waveform B1, which are in opposite phases. Waveform B1 has twice the amplitude of waveform A1. In the transmission path, noise of the same phase and the same magnitude is superimposed on the signal.
波形A2,B2は、レベル調整部20を通過した後の波形である。レベル調整部20は、波形A1をそのまま通過させ、波形B1の振幅を二分の一にする。このとき、波形B2におけるノイズの大きさは元の二分の一となる。
Waveforms A2 and B2 are waveforms after passing through the
信号OUTCは、図1の差動処理部24の出力である。波形A2から波形B2を減算すると、波形A2に対して基本信号の振幅は2倍となり、ノイズは二分の一となる。したがって、信号のS/N比は改善される。
Signal OUTC is the output of
ユーザーは、第1加速度センサSAの出力がそのまま出力された信号OUTAと、第2加速度センサSBの出力が反転出力された信号OUTBと、ノイズが低減された信号OUTCのいずれかを適宜選択して使用することができる。 The user appropriately selects one of the signal OUTA, which is the output of the first acceleration sensor SA as it is, the signal OUTB, which is the inverted output of the output of the second acceleration sensor SB, and the signal OUTC with reduced noise. can be used.
ユーザーは、たとえば、振動が微小な場合は、感度が高い信号OUTBを使用し、振動が大きな場合はレンジの広い信号OUTAを使用することができる。信号OUTBにノイズが重畳していてS/N比が低い場合には、ユーザーは信号OUTCを使用することができる。 The user can use, for example, the signal OUTB with high sensitivity when the vibration is minute, and the signal OUTA with a wide range when the vibration is large. If the signal OUTB is superimposed with noise and has a low S/N ratio, the user can use the signal OUTC.
また、第1加速度センサSA、第2加速度センサSBのうち一方が故障しても、他方の信号を使用することができる。 Also, even if one of the first acceleration sensor SA and the second acceleration sensor SB fails, the signal of the other can be used.
このように、実施の形態1の加速度検出装置によれば、鉄道車両や建設機械、農機等の外乱ノイズが多い環境下でも、加速度信号を正確に検出できる。さらに故障に対する冗長性を高めることができる。
As described above, according to the acceleration detection device of
[実施の形態2]
実施の形態1の加速度検出装置1は、感度帯域、あるいは最大検出加速度が異なる2つの加速度センサを用いる。そして、2つの加速度センサの検出軸方向が反対向きになるように取り付ける。一方の正方向に設置した第1加速度センサSAからは、振動方向通りの正符号の振幅信号が出力される。他方の逆方向に設置した第2加速度センサSBからは、振動方向とは逆符号の振幅信号が出力される。
[Embodiment 2]
The
実施の形態2では、2つ加速度センサからの信号出力を制御部に入力することで、制御部内で後に説明するフレキシブルな処理を可能する。 In the second embodiment, by inputting the signal outputs from the two acceleration sensors into the control unit, flexible processing, which will be described later, can be performed in the control unit.
図3は、実施の形態2に係る加速度検出装置の構成を示す回路図である。図3を参照して、加速度検出装置2は、第1加速度センサSAと、第2加速度センサSBと、検出処理部100とを備える。
FIG. 3 is a circuit diagram showing the configuration of the acceleration detection device according to the second embodiment. Referring to FIG. 3,
第1加速度センサSA、第2加速度センサSBについては、実施の形態1と同様に、逆向きに設置され、互いに異なる特性を有している。 As in the first embodiment, the first acceleration sensor SA and the second acceleration sensor SB are installed in opposite directions and have different characteristics.
検出処理部100は、第1加速度センサSAの出力と第2加速度センサSBの出力とを用いた第1処理と、第1加速度センサSAの出力と第2加速度センサSBの出力のいずれか一方を用いた第2処理とを実行するように構成される。
The
検出処理部100は、第1加速度センサSAの出力と第2加速度センサSBの出力の両方が正常である場合には、第1処理を実行し、第1加速度センサSAの出力と第2加速度センサSBの出力のいずれか一方が正常であり、他方が正常でない場合には、正常である加速度センサの出力を使用して第2処理を実行する。
When both the output of the first acceleration sensor SA and the output of the second acceleration sensor SB are normal, the
検出処理部100は、入力処理部130と、信号処理部105とを含む。入力処理部130は、第1加速度センサSAの出力と第2加速度センサSBの出力の差動信号と、第1加速度センサSAの出力の正転信号と、第2加速度センサSBの出力の反転信号とを出力する処理を実行する。入力処理部130は、第1加速度センサSAの出力の正転信号と、第2加速度センサSBの反転信号とを出力する処理を実行する信号出力部110と、第1加速度センサSAの出力と第2加速度センサSBの出力とを受け、レベル調整を行なうレベル調整部120と、差動処理部104とを含む。信号出力部110は、第2加速度センサSBの出力の反転信号を出力する反転回路101を含む。レベル調整部120は、第1加速度センサSA、第2加速度センサSBの出力をそれぞれレベル調整するレベル調整処理部102,103を含む。差動処理部104は、レベル調整処理部102,103でレベル調整された第1加速度センサSAの出力と第2加速度センサSBの出力の差動信号を出力する。
The
信号処理部105は、第1加速度センサSAの出力の正転信号と、反転回路101の出力と、差動処理部104の出力とを受けて、信号OUTを出力する。
The
図4は、図3の信号処理部の構成を示した回路図である。図4を参照して、信号処理部105は、信号判定部106と、信号選択部107とを含む。
FIG. 4 is a circuit diagram showing the configuration of the signal processing section of FIG. Referring to FIG. 4 ,
信号判定部106は、第1加速度センサSAの出力の正転信号と、反転回路101の出力とを受け、各々の信号が正常か否かを判定する。たとえば、断線などの異常時には、信号が検出できなくなるため異常であることが判定できる。また、各信号のレベルが予め定められたしきい値を超えることを検出すれば、監視している振動の大きさが大きく、オーバーレンジであると判定することができる。
The
信号判定部106は、第1加速度センサSAの出力の正転信号と、反転回路101の出力信号のうち、一方が正常で他方が異常である場合には、正常な信号を信号選択部107に選択させる。
If one of the normal rotation signal of the output of the first acceleration sensor SA and the output signal of the inverting
また、信号判定部106は、監視する振動が微小であり、感度を上げたい場合には、第2加速度センサSBによって振動を検出するように、反転回路101の出力信号(入力Bの反転信号)を信号選択部107に選択させる。
Further, when the vibration to be monitored is minute and it is desired to increase the sensitivity, the
また、信号判定部106は、監視する振動が第2加速度センサSBの観測レンジを超える場合には、第1加速度センサSAの正転信号(入力A)を信号選択部107に選択させる。
Further, when the vibration to be monitored exceeds the observation range of the second acceleration sensor SB, the
信号判定部106は、第1加速度センサSAの出力の正転信号と反転回路101の出力信号のS/N比が悪い場合には、差動処理部104の出力を信号選択部107に選択させる。
When the S/N ratio between the non-inverted signal of the output of the first acceleration sensor SA and the output signal of the
このように、信号判定部106および信号選択部107によって信号が選択されることによって、故障時には正常なセンサの出力を使用することができ、ノイズが多い環境では、差動信号によってS/N比が改善された信号を得ることができる。
In this way, the signals are selected by the
なお、図4では、検出処理部100がハードウェア回路によって実現される例を示したが、制御部内の処理は、ハードウェア回路による方法、あるいはソフトウェアによる方法のいずれで実施しても良い。
Note that FIG. 4 shows an example in which the
図5は、制御部がソフトウェアによる処理を行なう場合について説明するためのフローチャートである。この処理が実行される前に、一方の正方向の加速度センサの帯域や最大加速度の出力レンジと、他方の逆方向の加速度センサの出力レンジが合致するように、入力処理部130内で処理が実行されている。
FIG. 5 is a flowchart for explaining a case where the control unit performs software processing. Before this processing is executed, processing is performed in the
このフローチャートの処理は、振動監視処理のメインルーチンから呼び出され、繰り返し実行され、適宜センサの選択を行なう。 The process of this flow chart is called from the main routine of the vibration monitoring process and is repeatedly executed to select a sensor as appropriate.
まずステップS1において、検出処理部100は、第2加速度センサSBの信号の有無を判断する。第2加速度センサSBの信号が無い場合(S1でNO)、ステップS2に処理が進められ、第2加速度センサSBの信号が有る場合(S1でYES)、ステップS3に処理が進められる。
First, in step S1, the
ステップS2では、検出処理部100は、第1加速度センサSAの信号の有無を判断する。第1加速度センサSAの信号が無い場合(S2でNO)、ステップS6に処理が進められ検出処理部100は、センサ故障であると判定する。一方、第1加速度センサSAの信号が有る場合(S2でYES)、ステップS7に処理が進められる。
At step S2, the
また、ステップS3に処理が進められた場合、検出処理部100は、第1加速度センサSAの信号の有無を判断する。第1加速度センサSAの信号が無い場合(S3でNO)、ステップS9に処理が進められる。一方、第1加速度センサSAの信号が有る場合(S3でYES)、ステップS4に処理が進められる。
Further, when the process proceeds to step S3, the
ステップS4では、検出処理部100は、予め定められたしきい値よりも第2加速度センサSBの出力が大きいか否かを判断することによって、第2加速度センサSBがオーバーレンジか否かを判断する。
In step S4, the
第2加速度センサSBがオーバーレンジであった場合(S4でYES)、ステップS7に処理が進められる。一方、第2加速度センサSBがオーバーレンジで無かった場合(S4でNO)、ステップS5に処理が進められる。 If the second acceleration sensor SB is over range (YES in S4), the process proceeds to step S7. On the other hand, if the second acceleration sensor SB is not over range (NO in S4), the process proceeds to step S5.
ステップS5では、第2加速度センサSBの出力信号のS/N比が判定値よりも低いか否かが判断される。第2加速度センサSBの出力信号のS/N比が判定値よりも低い場合(S5でYES)、ステップS8に処理が進められる。一方、第2加速度センサSBの出力信号のS/N比が判定値以上である場合(S5でNO)、ステップS9に処理が進められる。 In step S5, it is determined whether or not the S/N ratio of the output signal of the second acceleration sensor SB is lower than the determination value. If the S/N ratio of the output signal of the second acceleration sensor SB is lower than the determination value (YES in S5), the process proceeds to step S8. On the other hand, if the S/N ratio of the output signal of the second acceleration sensor SB is greater than or equal to the judgment value (NO in S5), the process proceeds to step S9.
以上の処理によって、センサの選択が実行される。ステップS7では第1加速度センサSAが選択される。ステップS8では差動出力が選択される。ステップS9では第2加速度センサSBが選択される。 Sensor selection is executed by the above processing. At step S7, the first acceleration sensor SA is selected. Differential output is selected in step S8. In step S9, the second acceleration sensor SB is selected.
ステップS6において故障と判定されるか、ステップS7,S8,S9によって信号の選択が行なわれた後には、ステップS10において処理はメインルーチンに戻される。 After a failure is determined in step S6 or a signal is selected in steps S7, S8 and S9, the process returns to the main routine in step S10.
以上説明したように、実施の形態1,2で説明した加速度検出装置は、2つの加速度センサの出力のレベル調整と差動処理とを行なうことによって、センサ部やケーブル等の経路で重畳したノイズのレベルを低減でき、高精度な加速度検出が可能となる。
As described above, the acceleration detection devices described in
また、逆方向側の加速度センサが正方向側センサに比べて感度帯域が狭く、あるいは最大検出加速度が小さい場合に、逆方向の許容レンジを超えた振動を検出した際には、正方向の加速度センサであれば信号を検出できる。 Also, if the sensitivity band of the acceleration sensor on the reverse direction side is narrower than that of the sensor on the forward direction side, or if the maximum detectable acceleration is smaller than that of the sensor on the forward direction side, when the vibration exceeding the allowable range in the reverse direction is detected, the acceleration in the forward direction is detected. A sensor can detect a signal.
また、どちらか1つの加速度センサが故障しても、残りの加速度センサによる振動検出は可能であり冗長性を確保できる。 Also, even if one of the acceleration sensors fails, the remaining acceleration sensors can still detect vibrations, ensuring redundancy.
[応用例]
以上の実施の形態1,2で説明した加速度検出装置は、さまざまな加速度の検出に使用することができる。その一例として、軸受に加速度検出装置を装着した軸受装置について説明する。
[Application example]
The acceleration detection devices described in the first and second embodiments can be used to detect various accelerations. As an example, a bearing device in which an acceleration detection device is attached to a bearing will be described.
図6は、加速度検出装置を含む軸受装置と状態監視装置との構成を示すブロック図である。図6を参照して、状態監視装置300は、軸受装置200に組み込まれた加速度検出装置2から信号を受けて、軸受装置200の状態を監視し、異常を検出する。軸受装置200は、例えば工場や発電所などに設置された回転機器に使用される。軸受装置200は転がり軸受212と実施の形態2で説明した加速度検出装置2とを含む。実施の形態2の加速度検出装置2の代わりに、実施の形態1の加速度検出装置1を軸受装置200に組み込んでも良い。この場合には、加速度検出装置1の3つの出力のうち、最も良好に振動を観測できる波形を得ることができる出力が使用される。
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the bearing device including the acceleration detection device and the condition monitoring device. Referring to FIG. 6,
転がり軸受212は、回転軸219に嵌合された内輪216と、軸受装置200に固定された外輪214と、内輪と外輪との間に配置された複数の転動体218とを含む。
Rolling bearing 212 includes an
状態監視装置300は、アンプ310と、フィルタ320と、A/Dコンバータ330と、データ取得部340と、記憶装置350と、データ演算部360と、表示部370とを含む。
加速度検出装置2が出力する電圧波形(以下、振動電圧波形)は、アンプ310において増幅され、フィルタ320において分析に不要な帯域の信号を除去し必要な帯域のみ通過させるバンドパスフィルタ処理と、エンベロープ処理とが行なわれる。A/Dコンバータ330は、アンプ310の出力信号を受ける。データ取得部340は、A/Dコンバータ330からデジタル信号を受けて記憶装置350に測定データを記録する。データ演算部360は、記憶装置350から測定しておいた測定データを読み出してFFT解析等を実施し軸受装置200の状態を監視する。
A voltage waveform (hereinafter referred to as an oscillating voltage waveform) output by the
データ演算部360は、監視結果に基づいて軸受装置200の異常の有無を判断する。データ演算部360は、異常の有無を判断した場合、表示部370に判断結果を表示させる。
The
以上説明したように、本実施の形態の加速度検出装置は、軸受装置に組み込んで、軸受の状態監視に好適に使用することができる。 As described above, the acceleration detection device of the present embodiment can be incorporated in a bearing device and suitably used for monitoring the condition of the bearing.
また、以上説明した実施の形態では、最大検出加速度が異なる場合について、出力振幅を減衰させる場合を説明したが、振幅を増幅させてレベルを合わせても良い。また、周波数帯域が異なる場合の特性あわせとしては、周波数が高い信号を出力するセンサ対して、ローパスフィルタ等のフィルタによって通過帯域を制限しても良い。 Further, in the above-described embodiment, the output amplitude is attenuated for different maximum detected accelerations, but the amplitude may be amplified to match the level. Moreover, as a characteristic adjustment when the frequency bands are different, the pass band may be limited by a filter such as a low-pass filter for a sensor that outputs a signal with a high frequency.
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed this time should be considered as examples and not restrictive in all respects. The scope of the present invention is indicated by the scope of the claims rather than the description of the above-described embodiments, and is intended to include all modifications within the scope and meaning equivalent to the scope of the claims.
1,2 加速度検出装置、10,110 信号出力部、20,120 レベル調整部、21,22,102,103 レベル調整処理部、24,104 差動処理部、100 検出処理部、11,101 反転回路、105 信号処理部、106 信号判定部、107 信号選択部、130 入力処理部、200 軸受装置、212 軸受、214 外輪、216 内輪、218 転動体、219 回転軸、300 状態監視装置、310 アンプ、320 フィルタ、330 A/Dコンバータ、340 データ取得部、350 記憶装置、360 データ演算部、370 表示部、SA 第1加速度センサ、SB 第2加速度センサ。
1, 2
Claims (6)
前記第1加速度センサとは計測周波数の帯域または加速度の検出範囲が異なる第2加速度センサとを備え、
前記第1加速度センサと前記第2加速度センサは、加速度検出軸の正方向が互いに逆向きになるように配置され、
前記第1加速度センサ、前記第2加速度センサの少なくとも一方の出力を受け、前記第1加速度センサ、前記第2加速度センサの出力信号のレベルをそろえるように調整するレベル調整部をさらに備える、加速度検出装置。 a first acceleration sensor;
A second acceleration sensor having a measurement frequency band or an acceleration detection range different from that of the first acceleration sensor,
the first acceleration sensor and the second acceleration sensor are arranged such that positive directions of acceleration detection axes are opposite to each other;
Acceleration, further comprising a level adjustment unit that receives the output of at least one of the first acceleration sensor and the second acceleration sensor, and adjusts the levels of the output signals of the first acceleration sensor and the second acceleration sensor so that they are aligned. detection device.
前記第1加速度センサとは計測周波数の帯域または加速度の検出範囲が異なる第2加速度センサとを備え、
前記第1加速度センサと前記第2加速度センサは、加速度検出軸の正方向が互いに逆向きになるように配置され、
前記第1加速度センサの出力と前記第2加速度センサの出力とを用いた第1処理と、前記第1加速度センサの出力と前記第2加速度センサの出力のいずれか一方を用いた第2処理とを実行するように構成された、検出処理部をさらに備え、
前記検出処理部は、前記第1加速度センサの出力と前記第2加速度センサの出力の両方が正常である場合には、前記第1処理を実行し、前記第1加速度センサの出力と前記第2加速度センサの出力のいずれか一方が正常であり、他方が正常でない場合には、正常である加速度センサの出力を使用して前記第2処理を実行する、加速度検出装置。 a first acceleration sensor;
A second acceleration sensor having a measurement frequency band or an acceleration detection range different from that of the first acceleration sensor,
the first acceleration sensor and the second acceleration sensor are arranged such that positive directions of acceleration detection axes are opposite to each other;
A first process using the output of the first acceleration sensor and the output of the second acceleration sensor, and a second process using either one of the output of the first acceleration sensor and the output of the second acceleration sensor. further comprising a detection processor configured to perform
The detection processing unit executes the first process when both the output of the first acceleration sensor and the output of the second acceleration sensor are normal, and the output of the first acceleration sensor and the output of the second acceleration sensor 1. An acceleration detecting device, wherein, when one of the outputs of an acceleration sensor is normal and the other is not normal, the normal output of the acceleration sensor is used to execute the second process.
前記第1加速度センサとは計測周波数の帯域または加速度の検出範囲が異なる第2加速度センサとを備え、
前記第1加速度センサと前記第2加速度センサは、加速度検出軸の正方向が互いに逆向きになるように配置され、
前記第1加速度センサの出力と前記第2加速度センサの出力の差動信号を出力する差動出力部と、
前記第1加速度センサの出力の正転信号と、前記第2加速度センサの反転信号とを出力する処理を実行する信号出力部とをさらに備える、加速度検出装置。 a first acceleration sensor;
A second acceleration sensor having a measurement frequency band or an acceleration detection range different from that of the first acceleration sensor,
the first acceleration sensor and the second acceleration sensor are arranged such that positive directions of acceleration detection axes are opposite to each other;
a differential output unit that outputs a differential signal between the output of the first acceleration sensor and the output of the second acceleration sensor;
The acceleration detection device further comprising a signal output unit that outputs a normal signal of the output of the first acceleration sensor and a reverse signal of the output of the second acceleration sensor.
前記第1加速度センサとは計測周波数の帯域または加速度の検出範囲が異なる第2加速度センサとを備え、
前記第1加速度センサと前記第2加速度センサは、加速度検出軸の正方向が互いに逆向きになるように配置され、
前記第1加速度センサの出力と前記第2加速度センサの出力とを受け、前記第1加速度センサの出力と前記第2加速度センサの出力の差動信号と、前記第1加速度センサの出力の正転信号と、前記第2加速度センサの出力の反転信号とを出力する処理を実行する入力処理部をさらに備える、加速度検出装置。 a first acceleration sensor;
A second acceleration sensor having a measurement frequency band or an acceleration detection range different from that of the first acceleration sensor,
the first acceleration sensor and the second acceleration sensor are arranged such that positive directions of acceleration detection axes are opposite to each other;
receiving the output of the first acceleration sensor and the output of the second acceleration sensor, a differential signal of the output of the first acceleration sensor and the output of the second acceleration sensor, and forward rotation of the output of the first acceleration sensor; The acceleration detection device further comprising an input processing unit that outputs a signal and an inverted signal of the output of the second acceleration sensor.
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