JPH01223320A - 表面温度測定装置 - 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〕 本発明は、回転体の特定個所の表面温度と全円周の平均
表面温度を測定する表面温度測定装置に関する。

〔従来の技術〕

従来回転体の温度監視は、軸受メタル、軸受潤滑油排油
温度、ダランｒシール用の蒸気・ガス・空気・水等静止
側の温度を測定し、その値を連続して記録あるいは監視
することによって、振動値とともに運転状態の正常・異
常を判断していた。

その代表例を次に示す。

（１）　　液体封入ガラス温度計による現場での温度測
定。

（２）　　熱電対温度計、抵抗温度針、金属温度計また
はバイメタル温度計による現場、または中央操作室での
温度測定及び監視。

（３）　　原子力タービンに代表される重要なプラント
と試験機及び初号機にあっては、テレメータシステムあ
るいはスリップリンダによる回転体側の温度測定、また
は赤外線に代表される放射温度計による温度測定により
回転体全円周の平均表面温度の中央操作室での監視。

等が必ｌ！に応じて適用されていた。

〔発明が解決しよ５とする課題〕 上記従来の静止側で温度を計測する場合には下記の問題
点があった。

（１）　　回転体の軽微な接触では発熱量が少ないため
静止側温度の変化がないにもかかわらず、振動が発生す
る。

（２）大きな接触があっても、測定個所が接触位置から
離れているときＫは検知することができない。

（３）回転体の温度上昇に伴って検知された温度は、回
転体と静止部との間に介在する流体の熱伝達抵抗のため
に回転体の温度よりも低く、かつ両者の温度差は必ずし
も一定でない。

（４）回転体の温度上昇に伴って検知された温度は、回
転体の円周方向表面平均温度に対応するもので、回転体
表面の特定個所の温度は検知できない。

また回転体側で温度を計測する場合には下記の問題点が
あった。

（１）　　テレメータシステムあるいはスリップリング
による場合、電源の供給と信号の取り出しを必要とする
。このためセンサ及び電子部品を回転体に取付けねばな
らず、遠心力と温度に対する耐環境性の不足から一般に
寿命が短い、また電気的ノイズを拾って著しく測定精度
が低下する場合がある。

また回転体の円周方向の温度分布を検出するためには、
多数個のセンサを回転体に取付けねばならないが、セン
サのトラブルが伴うため回転体の各部の表面温層を検知
することかむつかしく、特定個所として単数または複数
個のセンサ取付部のみの温度計測に終りがちである。

（２）　　赤外線放射温度計にあっては、前記と逆に回
転体の表面平均温度を検知することはできるが、特定個
所の温度を検知することはできない。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記課題を解決するため次の手段を講する。

すなわち、測定対象の回転軸の所定位置に設けられるマ
ークと、同マークに対向して設けられる信号検出センサ
と、所定時刻における上記測定対象の所定測定個所に光
軸を向ける集光レンズと、同集光レンズの測定対象側に
表面を接近しかつ自己の軸を上記光軸と平行に設けると
ともに同集光レンズと対向する位置にスリットを有する
円板形のチョッパと、同チｌツバの軸に同軸に結合され
かつ上記信号検出センサの信号を受けて上記所定時刻に
スリットが上記集光レンズと対向するよう同じ方向に同
期回転するか又は対向して静止する直流モータと、同集
光レンズの光を受けて温度を算出する演算手段とを有す
る表面温度測定装置。

（作　用〕 上記手段により、チョッパが回転体と同期回転すること
により回転体の所定測定個所の発する赤外線が集光レン
ズにより集められ信号検出器で検出されて、演算手段に
より温度が測定される。また、チ璽ツバを静止すること
ｋより回転体の測定対象の円周方向の平均温度が同様に
して測定される。

このようにして回転体の所定測定個所の温度及び同所定
測定個所を含む円周方向の平均温度が容易に計測できる
。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図および第２図により説明する
。

第１図にて１回転体ｌの温度を測定したい表面上の所定
測定個所Ａを予め定める。

上記回転体１の軸ｍ上の所定の個所にマークＢを設ける
。同マークＢは切欠き、突起、異種金属または絶縁テー
プ等であればよい、同マークＢＫ対向して信号検出セン
サ７が設けられる。

また、上記の所定測定個所Ａが所定時刻にある位置に自
己の光軸な向けて集光レンズ２が固定配置される。さら
に同集光レンズ２の前面、すなわち測定対象のある側に
おいて同集光レンズ２に接近して円板形のチ謬ツバ１４
が設けられる。また同チ譜ツ、ｓ　１４　Ｋは外周付近
に第２図に示すような放射状に長手軸を有するスリブ）
Ｃが開けられている。

また、上方の集光レンズ２′は上記チョッパ１４の軸に
対して上記集光レンズ２と軸対称位置に設けられる。さ
らに同チ璽ツノ１４の集光レンズ２側には同軸に軸継手
１３を介して直流モータ１２が接続される。また同直流
モータ１２には、非接触型の上記信号検出センサ７から
、周波数発信器８、変換器９、増幅器１０を８て同直流
モータ１２の界磁抵抗または電機子電圧の制御器１１に
信号ラインが接続されている。さらに上記集光レンズ２
．２′の光をそれぞれ受ける赤外線センサ３，３′が設
けられ、その信号ラインはそれぞれ放射率補正器４，４
′％信号処理装置５，５′を経て演算器６に入力される
。また演算器６の出力はデジタル表示器１５に入力され
ている。

以上の構成において、回転体１の測定対象の所定測定個
所Ａ表面から放射される赤外線は下の集光レンズ２を介
して、赤外線センサ３によってその量が検出される。こ
の赤外線センサ３にはセラミックスが適用され、その焦
電効果を利用して、赤外線の変化量に比例した直流電圧
または直流電流を発生する。またこの電圧または電流は
回転体ｌの測定対象の表面温度の関数であり、同測定対
象の放射率を補正する放射率補正器４を経て信号処理器
５へ伝達され、温度に変換処理されて演算器６に入力さ
れる。

一方、回転体１と同軸上にあり、かつその測定対象の所
定測定個所Ａと所定の位相関係にあるマークＢの信号が
非接触型のセンサ７によって検出される。

この信号は、周波数発信器８、変換器９、増巾器１０を
餞て界磁抵抗または電機子電圧の制御器１１によって、
直流モータ１２の回転速度を上記回転体ｌと同期するよ
う制御する。

したがって、回転体１とチｌツバ１４０回転が同期し、
あたかも静止した状態のように、赤外線センサ３は回転
体ｌの所定測定個所Ａからの放射を時系列的に連続して
受理し続ける。しかし、赤外線センサ３はチ冒ツバ１４
からの赤外線も併せて受光しているため、上部の集光レ
ンズ２′、赤外線センサ３′、放射率補正器４′及び信
号処理装置５′４！：経てチｉ＋ｙｚＱ４のみの補正値
が演算器６に入力され、集光レンズ２からの入力を演算
処理したのち、回転体１０所定測定個所Ａの温度がデジ
タル表示器１５に表示される。なお放射率補正器４′、
４以降は一般にデジタル表示器１５とともに携帯ボック
ス内に収納され、必要に応じて増幅器、９＝ヤライザも
使用される。

つぎにチ１ツバ１４のスリットＣが回転体ＨＣ対面した
状態で直流モータ１２を停止させると、デジタル表示器
１５には回転体１の測定対象の円周方向の平均温度が表
示される。

なお放射温度計には赤外線、可視光線及び紫外線にわた
る広い範囲の波長区間の放射を利用するものもあるが、
対象温度と精度面から赤外線が最も本目的に適している
。

以上のよ５Ｋｔ、て回転体１の測定対象の特定の個所の
温度、および同測定対象の円周方向の平均の温度が容易
に計測できるようになる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発８ＡＫよれば回転体の特定個
所の温度と特定個所を含む円周方向平均温度が測定でき
るため、 （１）運転状態の把握と異常の予知及び早期発見が可能
となる。

（２）振動値と比較することによって、振動発生の解析
と原因の究明とが容易になる。

（３）従ってプラントの信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す系統線図、第２図は同
じくチ麿ツ、Ｉｆの構成図である。 ｌ・・・回転体、　　　　　２，２′・・・集光レンズ
、３．３′・・・赤外線センサ、４．４’−・・放射率
補正器、５．５′・・・信号処理装置、　６・・・演算
器、７・・・信号検出センサ、　８・・・周波数発信器
、９・・・変換器、　　　　　１０・・・増幅器、１１
・・・制御器、　　　　　　し・・・直流モータ、１３
・・・軸継手、　　　　　　１４・・・チ璽ツバ、１５
・・・デジタル表示器、　加・・・軸、Ａ・・・所定測
定個所、　　Ｂ・・・マーク、Ｃ・・・スリット。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 測定対象の回転軸の所定位置に設けられるマークと、同
   マークに対向して設けられる信号検出センサと、所定時
   刻における上記測定対象の所定測定個所に光軸を向ける
   集光レンズと、同集光レンズの測定対象側に表面を接近
   しかつ自己の軸を上記光軸と平行に設けるとともに同集
   光レンズと対向する位置にスリットを有する円板形のチ
   ョッパと、同チョッパの軸に同軸に給合されかつ上記信
   号検出センサの信号を受けて上記所定時刻にスリットが
   上記集光レンズと対向するよう同じ方向に同期回転する
   か又は対向して静止する直流モータと、同集光レンズの
   光を受けて温度を算出する演算手段とを有することを特
   徴とする表面温度測定装置。