JPH01114725A - 異音発生箇所探査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は例えば火力プラント、化学プラント、各種機
器プラント等に発生する固体音の発生位置を発見する際
に用いられる単音発生箇所探査装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に上記各プラントの稼動状態の良し悪しを知る方法
の１つとして、正常稼動中の動作音とは異なる音（異音
）の有無を発見する方法がある。

すなわち、このような異音の発生箇所には何等かの不具
合が生じていると推定できるからである。この場合、ま
ず異音の発生箇所を発見する必要があるが、単に外観か
ら調査しただけでに発見できないことが多いため、現在
では次の方法によっている。

まず異音の発生した機械の表面に、任意の距離ｔ（→を
隔てて検出端を取シ付ける。検出端としては加速度計が
用いられることが多いが、特に限定はしない。そして機
械の任意の場所を加振することによって、検出端間への
波動の到達時間Δｔ　（ｓｅｃ　）を計測する。これに
よシ機械中を伝播する波動の伝播速度Ｃ（ｍ／ｓ）は次
式で表わされる。

Ｃ＝ｔ／Δｔ（ｍ／ｓ）　　　・・・・・・・・・・・
・・・・・・・　（１）ここでは検出信号として加振信
号を爪いたが、実際に機械から発生している異音を対象
としても差し支えない。

次に、実際の異音発生箇所を挾む様にして検出端を上記
と同じ要領で取シ付け、波動の到達時間差Δｔ　（ｓｅ
ｃ　）を計測すれば、検出端から異音発生源までの短い
方の距離ｔ＋（ｍ）は、次式で求められる。

ｔ＋＝（ｔＣΔＬ）／２　（→　・・・・・・・・・・
・・・・・　（２）実際には（２）式を満たす異音発生
箇所の存在範囲は円又は球となるが、検出端取り付は位
置を変えて同様の手順を繰シ返せば、円又は球の交点と
して異音発生箇所が求められる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら上記した方法で波動の到達時間差Δｔ　（
ｓｅｃ　）を計測する際には、検出信号の立ち上が９を
比較して求めるために、機械の定常運転時の振動等の暗
振動を伴うような場合、あるいは機械要素として結合部
、摺動部を有しておシ、その部分で立ち上がシの鈍るよ
うな場合には、波動の立ち上がシを正確に判断すること
は非常に困難であり、到達時間差Δｔ　（ｓｅｃ　）の
精度に問題が出てぐる。特に機械としては、数メートル
長くとも数十メートルまでのものが多く、固体中を伝播
する波動の音速が数千メートル毎秒であることを考えれ
ば、従来手法で検出しなければならない波動の到達時間
差はミリセック（ｍｓｅｃ）、マイクロセック（μｓｅ
ｃ　）のオーダーである。

また、音速校正、異音発生箇所探査双方共に波動の到達
時間差を求める必要があることがら考えても、精度良く
異音発生箇所を探査するためには、測知に精度良く到達
時間差を求めるかがキーポイントとなる。

そこで、本発明は伝播波動の音速更正と、異音発生箇所
探査とを同時に精度良く行なうことができるコンパクト
な異音発生箇所探査装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記到達時間差目的を達成するため、機械又は
構造物等の異音発生箇所の探査のために用いられるもの
であって、伝播波動の音速更正を行なうか、異音発生箇
所探査を行なうかによって装置全体を制御するコントロ
ーラと、複数個の検出端より検出される信号をそれぞれ
独立にサンプルホールドできるアナログ−デジタル変換
器と、このデジタル信号に対して７−リエ変換を行なう
周波数分析回路と、上記コントローラにより指定された
項目について演算を行なう演算回路と、その結果を表示
又は印刷できる機能を有する表示部、及び上記各装置に
それぞれ接続された記憶装置を一体としたものである。

〔作用〕

本発明′は゛上記のように構成されているので、複数箇
所で測定した異音の加速度信号を、それぞれ単独にフー
リエ変換をして周波数分析を行ない、その内、任意の２
箇所での周波数分析信号を除算することによシ、位相勾
配を求めて２箇所への異音の到達時間差を求める。

このようにして波動の到達時間差を求めるので、従来は
波動の立ち上がシの比較によシ、ある１点に着目するの
に対し、本発明では周波数分析を行なった全周波数に渡
る情報を利用するので、大幅にＳ／Ｎを向上させること
ができる。

またコンパクトな装置で、音速較正と異音発生箇所探査
とを短時間で行なうことができる。

〔実施例〕

以下、本発明に係わる一実施例について、第１図を参照
して説明する。同図中１は配管ダクトで、この配管ダク
ト１によりコンプレッサ２とコンデンサ３とが結合され
ている。上記配管ダク）ｉ中の符号４が例えば漏水ある
いは内部異物混入等による異音発生箇所と仮定すると、
同図に示すように異音発生箇所４を挾む場合及び挾まな
い場合の両ケースを実現するよって加速度計５．６．７
を取り付ける。この操作は耳で判断するなどして十分可
能である。８は伝播波動の音速を求めるか異音発生箇所
探査を行なうかによって装置全体を制御するコントロー
ラ、９は複数個の加速度計５〜７によって検出されたア
ナログ信号を、それぞれ単独にデジタル量に変換する機
能を有するサンプルホールド付Ａ／Ｄ変換器、工０はサ
ンプルホールド付Ａ／Ｄ　ｉ換器９によってデジタル化
された信号に対して反射波を除゛去できる機能を有する
ウィンドウ装置、１１はデジタル量として入力された実
時間信号に対してフーリエ変換を行なう周波数分析回路
、１２は周波数分析回路１１で求めた任意の２信号に対
し、それぞれ単独に位相を求め、かつその位相に対して
除算を行なう除算回路、１３は除算回路１２で求めた位
相の除算信号に対して勾配を求め、２信号の時間差を求
める時間差検出回路である。

第２図は位相の除算回路１２による結果の一例を示す図
である。１４はコントロー２８にょシ選択された項目に
ついて計算を行なう演算回路、１５は演算回路１４によ
シ計算された内容をＣＲＴデイスプレィやプリンタ等に
表示又は印刷する表示部、１６はインプットデータ又は
計算結果を記憶させておく記憶装置であシ、これらは図
のようにつながっている。

以下、上記実施例の動作について述べる。同図に示すよ
うに異音発生箇所４を挾まない様に距離Ａｓ　（ｍ）だ
け離して取シ付けた加速度計６．７がある。コントロー
ラ８の音速更正実施のボタンを押すと、コントローラ８
は次の様に各回回路を動かしてゆく。異音が発生すると
加速度計６．７で到達信号を検出し、サンプルホールド
付Ａ／Ｄ変換器９によシ検出信号をデジタル量に変換し
て記憶装置１６の１部に書き込まれる。

記憶装置１６に書き込まれている信号は、若し反射波が
存在する場合にはウィンドウ装置１０に転送され、反射
波を除去した後に再び記憶装置１６に書き込まれる。

さらに周波数分析回路１１に転送され、フーリエ変換に
よシ周波数分析を行ない再び記憶装置１６に書き込まれ
る。

その後、時間差検出回路１３に転送されて加速度計６．
７で得られた信号に対し単独に位相を求めた後、除算を
行なう。時間差検出回路１３では、位相の除算回路１２
により求めた位相の勾配から加速度計６．７間への異音
の到達時間差Δｔ　（ｓｅｃ　）を求める。

このようにして求められた到達時間差は、再び記憶装置
Ｉ６に書き込まれる。演算回路１４によって、先に求め
た到達時間Δｔ　（ｓｅｃ　）を用いて伝播する波動の
音速が次式によって計算される。

Ｃ＝ｌｘ／Δｔ（ｍ／ｓ）　　　・・・・・・・・・・
・・・・・　（３）ここで、ｔ　、　（ｆｆｉ）は加速
度計間の距離であり、予め記憶装置１６の中にインプッ
トしておく。この結果は再び記憶装置１６の中に書き込
まれた後、表示部１５上に表示され、音速更正の処理は
終了する。

次に異音発生箇所探査のために加速度計２個を取力付け
、コントローラ８の異音発生箇所探査のボタンを押すと
、コントローラ８は時間差検出回路１３までは、前述の
音速更正のときと同様に各装置を作動させ、到達時間差
Δｔ’　（ｓｅｃ　）が求まると次のステップに移る。

前述の音速更正時に求め、記憶装置１６に書き込まれて
いる音速Ｃ（ｍ／　ｓ　）を取り出し、演算回路１４に
おいて、次式によシ各加速度計５〜７から異音発生箇所
４までの距離ｔ１．１　！　（ｍ）が計算される。

ここでｔは取シ付けた加速度計間の距離である。

（４）式によシ計算された結果で、若しｔＩ、又はｔ２
のどちらかが０ならば、取り付けた２個の加速度計は異
音発生箇所４を挾んで取り付けられていないので、表示
部１５上に加速度計の取り付は位置を変更するようなメ
ツセージをＣＲＴデイスプレィ上に表示又は印刷して終
了する。

また（４）式により計算された結果で、若しｔｌもｔｌ
も０でなければ、表示部１５上に、各加速度計から異音
発生箇所４までの距離ｔ！、ｔ２を表示又は印刷をして
終了する。

上記システムにより、音速更正から異音発生箇所探査ま
でを一連の自動化したものとすることができ、大幅に所
要時間を短縮することが可能となシ、かつＳ／Ｎ向上も
可能となる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、任意に取り付けた加速度
計の検出信号から、伝播波動の音速更正と、異音発生箇
所探査とを同時に精度良く行なうことができるコンパク
トな異音発生箇所探査装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる異音発生箇所探査装置の一実施
例を説明するための図で、第２図は第１図における位相
の除算回路による結果の１例を示した図である。 １・・・配管、２・・・コンプレッサ、３・・・コンデ
ンサ、４・・・異音発生箇所、５．６．７・・・加速度
計、８・・・コントローラ、９・・・サンプルホールド
付Ａ７Ｄ変換器、１０・・・ウィンドウ装置、１工・・
・周波数分析回路、１２・・・位相の除算回路、１３・
・・時間差検出回路、１４・・・演算回路、１５・・・
表示部、１６・・・記憶装置。 イζ埋人　石　川　　折

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 機械又は構造物等の異音発生箇所の探査のために用いら
   れるものであって、伝播波動の音速更正を行なうか、異
   音発生箇所探査を行なうかによって装置全体を制御する
   コントローラと、複数個の検出端より検出される信号を
   それぞれ独立にサンプルホールドできるアナログ−デジ
   タル変換器と、このデジタル信号に対してフーリエ変換
   を行なう周波数分析回路と、上記コントローラにより指
   定された項目について演算を行なう演算回路と、その結
   果を表示又は印刷できる機能を有する表示部、及び上記
   各装置にそれぞれ接続された記憶装置を一体としたこと
   を特徴とする異音発生箇所探査装置。