JPH0224520A - Ａｅ計測装置 - 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〉 この発明は軸受の異常を検出するために用いるＡＥ（ア
コースティックエミッシジン）計測装置に関する。

〈従来の技術〉 従来より、軸受の異常を検出するために用いるＡＥ計測
装置としては、軸受からのＡＥをＡＥセンサにより検出
し、ＡＥセンサから出力されるＡＥ倍信号適宜処理を施
した後比較器で一定のしきい値と比較し、ＡＥ倍信号上
記一定のしきい値を超えた単位時間あたりの事象数をカ
ウントし、この事象数の累積が一定のしきい値を超える
か否かによって、計測している軸受の異常を検出するよ
うにしたものがあった。しかしながら、上記計測装置は
、１つのレベルのしきい値で上述のようにして軸受の異
常を検出するため、第３図に示すように、ＡＥセンサか
らの出力に反射波が重畳している場合、本来カウントし
ようとする軸受の異常に起因するＡＥ倍信号けでなく、
その反射波も１つにカウントする場合が起こり得るため
、正確なＡＥ倍信号カウントが行えず、したがって、正
確なＡＥ計測が行えず、ＡＥ計測結果の信頼性が低いと
いう問題があった。そこで、最近ＡＥ計測装置としても
、上記問題点を改善し、第４図に示すように、しきい値
ＶＨに加えて、上記しきい値ＶＢよりも低いレベルのバ
ックノイズの代表値であるしきい値ＶＬを設定し、上記
しきい値Ｖ）Ｉを超え、かっ、上記しきい値ＶＬを下ま
わったときにＡＥ倍信号１つカウントするようにして、
反射波の影響を受けることなく正確にＡＥ倍信号カウン
トし、それにより、信頼性の高いＡＥ計測を行うように
したものが提案されている。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上記ＡＥ検出装置は、上記バックノイズ
を表わすしきい値ＶＬを、計測者の勘によって試行錯誤
的に設定しなければならず、そのため、上記しきい値Ｖ
Ｌの設定値が計測者によって変動し、設定値の再現性が
乏しく、そのため常に適正なＡＥ計測を行うことができ
ず、計測する軸受の異常を見逃してしまうという問題が
あった。

また、しきい値ＶＬが自動設定できないため、設定に時
間と労力がかかるという問題があった。

そこで、この発明の目的は、計測するＡＥ倍信号対する
バックノイズを表わすしきい値ＶＬおよびそれを基にし
きい値ＶＨを計測者の勘によらず再現性良く最適な値に
、かつ自動的に設定することができ、したがって、反射
波の影響を受けることなく正確にＡＥ計測を行うことが
でき、ひいては、計測する軸受に異常がある場合に、そ
の異常を見逃したりすること無く確実に検出できるＡＥ
検出装置を提供することにある。

く課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するため、この発明のＡＥ計測装置は、
軸受からのアコースティックエミッションを検出してＡ
Ｅ倍信号出力するＡＥセンサと、設定用しきい値を段階
的に逐次変更する設定用しきい値変更手段と、上記ＡＥ
センサからのＡＥ倍信号上記設定用しきい値変更手段で
定められた設定用しきい値を超えたか否かを判定する判
定手段と、上記判定手段がＡＥ倍信号設定用しきい値を
超えたと判断する単位時間についての事象数を上記設定
用しきい値変更手段で設定された各しきい値毎に集計す
る集計手段と、上記集計手段で集計された事象数の最大
値を算出し、上記最大値となる上記設定用しきい値を第
１計測用しきい値とする第１計測用しきい値設定手段と
、上記第１計測用しきい値設定手段の設定した第１計測
用しきい値に基づいて第２計測用しきい値を設定する第
２計測用しきい値設定手段とを備えたことを特徴として
いる。

〈作用〉 軸受からのＡＥは、ＡＥセンサにより検出されてＡＥ倍
信号して出力される。このＡＥ倍信号、適宜処理された
後、ＡＥ倍信号設定用しきい値を超えたか否かを判断す
る判定手段に入力される。

一方、設定用しきい値変更手段により、上記判定手段の
判定基準となる上記設定用しきい値が、所定の範囲にわ
たって段階的に逐次変更され、上記判定手段に入力され
る。判定手段が判定した上記段階的に逐次変更される各
設定用しきい値毎の上記ＡＥ倍信号設定用しきい値を超
えたか否かの単位時間についての事象数は、集計手段に
より集計される。設定用しきい値変更手段の変更か終了
し、集計手段の上記範囲における集計が終了すると、集
計結果は第１計測用しきい値設定手段に出力される。上
記集計手段からの集計結果を受けた第１計測用しきい値
設定手段は、各設定用しきい値毎の事象数から事象数の
最大値を算出し、上記最大値となる設定用しきい値を第
１計測用しきい値ＶＬとして自動的に設定する。さらに
続いて、この第１計測用しきい値設定手段からの第１計
測用しきい値ＶＬを受けて、第２計測用しきい値設定手
段は、上記第１計測用しきい値ＶＬに基づいて第２計測
用しきい値ＶＨを自動的に設定する。この第１計測用し
きい値ＶＬはバックノイズのレベルを適格に表わし、こ
のＶＬを用いることにより、反耐波の影響を受けること
なく正確なＡＥ倍信号カウントが行われ、正確なＡＥ計
測が行われる。

上記設定用しきい値と上記事象数の関係は、発明者らの
研究の結果、第５図に示すような最大値を有する上に凸
の曲線となることがわかっており、設定用しきい値が事
象数が最大を示すしきい値よりも高い側では、計測結果
に前述のように反射波の影響が出ろ場合があり、また低
い側では、カウントされるべきＡＥ倍信号カウントされ
ない等、ＡＥ倍信号適正にカウントされず、計測が正確
に行われない。そのため、事象数が最大値を示すしきい
値が第１！＋測用しきい値ＶＬとして最適である。この
発明は上記の点に着目してなされたものであり、事象数
が最大となる設定用しきい値をバックノイズの代表値と
して、第１計測用しきい値ｖＩ。

とすると共に、この第１計測用しきい値に基づいて計測
したい異常の最低レベルである第２ｚｆ測用しきい値Ｖ
Ｈを設定するようにして、反射波の影響を取り除いた正
確なＡＥ倍信号カウントを行うのである。

〈実施例〉 以下、この発明を図示の実施例により詳細に説明する。

第１図はこの発明のＡＥ計測装置の一実施例の要部のブ
ロック図であり、ｌは軸受などのＡＥを検出してＡＥ倍
信号出力するＡＥセンサである。

このＡＥセンサｌから出力されるＡＥ倍信号、プリアン
プ２で増幅された後、バンドパスフィルター３で、例え
ば１００ＫＨｚから５００ＫＨｚの帯域のＡＥ倍信号通
過させられ、ノ、イズか除去される。上記バンドパスフ
ィルター３でノイズか除去されたＡＥ倍信号、メインア
ンプ４でさらに増幅され、包絡線検波回路５に入力され
て、第４図に示すように包絡線検波される。この包絡線
検波されたＡＥ倍信号、判定手段としての比較器６に入
力される。この比較器６においては、後述するコンピュ
ータ８から出力され、Ｄ／Ａ変換器９によりＤ／Ａ変換
された後述する設定用し２きい値Ｖｉと、上記包絡線検
波されたＡＥ倍信号がその大小を比較される。そして、
ＡＥ倍信号設定用しきい値Ｖｉを超えたときに、この比
較器６から、ＡＥ倍信号設定用しきい値Ｖｉを超えたこ
とを表わす信号がカウンタ７に出力される。このカウン
タ７は、後述するタイマーの計時中の間だけ上記比較器
６からの信号を積算してカウントするようドな３．。

ており、タイマーの所定時間長さの計測動作が終了した
ことを示す計時終了信号を受けて、そのカウントされた
カウント値、つまり、上記所定時間についてのＡＥ倍信
号設定用しきい値Ｖｉを超えた事象数が、コンピュータ
８に出力される。上記計時終了信号はコンピュータ８よ
り信号線ａを介して上記カウンタ７に伝えられる。上記
コンピュータ８は、上記比較器６で包絡線検波されたＡ
Ｅ倍信号比較される設定用しきい値Ｖｉを所定の範囲の
下限から上限まで段階的に上昇させる設定用しきい値変
更手段をソフトウェアで構成すると共に、上記カウンタ
７と共に上記変化する設定用しきい値Ｖｉ（ｉ＝１．２
．・・・）毎の上記事象数を集計する集計手段を構成し
ている。そしてさらに、上記集計手段で集計された事象
数の最大値を算出し、最大値となる設定用しきい値Ｖｉ
を第１計測用ＶＬとして設定する第１計測用しきい値設
定手段と、上記第１計測用しきい値設定手段の設定した
第１計測用しきい値ＶＬに基づいて第２計測用しきい値
Ｖｌ（を設定する第２計測用しきい値設定手段とをソフ
トウェアで構成している。上記所定の範囲はバックノイ
ズ近傍の所定の範囲に予め設定される。

ＩＯおよびｌｌは夫々、Ｄ／Ａ変換器であり、このＤ／
Ａ変換器ｔｏ、ｉｔにより、上記コンピュータ８から出
力される上記第１計測用しきい値ＶＬと第２計測用しき
い値ＶｌｌがＤ　／′Ａ変換され、次に続く軸受等の異
常を検出するＡＥ計測の前述の２つのしきい値ＶＬ、Ｖ
ｌｌとして、図示を省略した計測用回路に山刃される。

そして、この計測用回路により計測するＡＥ倍信号上記
第２計測用しきい値ＶＨを超え、かつ上記第１計測用し
きい値ＶＬを下まわったときにＡＥ倍信号１つカウント
するように１．て、このカウントの累積が所定のしきい
値を超えるか否かによって、計測している軸受等の異常
を検出するようにしている。

以下、このコンピュータ８が、上記比較器６゜カウンタ
７およびＤ／Ａ変換器９と共に、ＡＥセンサ１で検出さ
れ、前述のように順に処理を施した後包絡線検波回路５
により包絡線検波された上記ＡＥ倍信号最適な第１計測
用しきい値ＶＬと第２計測用しきい値Ｖ［（を自動的に
設定する方法について、第２図のフローチャートを参照
しつつ説明する。

コンピュータ８において、まずステップＳｔで係数Ｘが
マニュアルで入力され、所定のメモリ領域に記憶される
。この係数Ｘの詳細は後に述べる。

次に、ステップＳ２で、上記設定用しきい値Ｖｉの上記
所定の範囲の下限が設定される。この場合、設定用しき
い値Ｖｉの下限はＯｓＶである。次に、この設定用しき
い値Ｖｉは、ステップＳ３で所定の増分だけ上昇させら
れる。このＯａＶから所定の増分だけ上昇させられた設
定用しきい値ｖＩは、コンピュータ８より出力され、Ｄ
／Ａ変換器９でＤ／Ａ変換された後比較器６に入力され
る。次いでステップＳ４に進み、このステップＳ４でタ
イマーがリセットされ計時動作が開始される。次いで、
ステップＳ５で上記包絡線検波回路５から出力された包
絡線検波後のＡＥ倍信号設定用しきい値■。

とが比較される。つまり比較器６により上記包絡線検波
されたＡＥ倍信号Ｄ／Ａ変換された設定用しきい値ｖｌ
とが比較判別される。ＡＥ倍信号設定用しきい値ｖ１よ
りも小さいかあるいは等しいと判別された場合、再びス
テップＳ５に戻り、ＡＥ倍信号設定用しきい値■、が比
較判別される。−方、ＡＥ倍信号設定用しきい値ｖｌよ
りも大きいと判別された場合、つまり、包絡線検波され
たＡＥ倍信号波形が設定用しきい値Ｖｌを超えて立ち上
がった場合、次のステップＳ６に進みカウンタ７力月だ
け加算される。カウンタ７が１加算されると次のステッ
プＳ７に進み、このステップＳ７で上記ステップＳ４で
リセットされ計時を開始したタイマーが所定の計時時間
に達したか否かが判別される。未だ所定の計時時間に達
していないと判別されると、ステップＳ５に戻り、再び
ＡＥ倍信号設定用しきい値ｖ１との比較が行われる。以
下、ステップＳ７でタイマーが上記所定の計時時間に達
するまで、このステップ８５〜ステツプＳ７の動作が繰
り返される。つまり、上記所定の計時時間長さの間に上
記ＡＥ倍信号波形が設定用しきい値Ｖ１を超えて立ち上
がった事象数がカウントされる。ステップＳ７でタイマ
ーが所定の計時時間に達したと判別されると、つまり、
所定の計時時間長さの上記事象数のカウントが終了する
と、次のステップＳ８に進み、設定用しきい値Ｖ、での
上記計時時間長さについての事象数のカウント値が記録
される。すなわち、第１図において、コンピュータ８か
らタイマーの計時終了信号が信号線ａを介してカウンタ
７に出力されると、この計時終了信号を受けたカウンタ
７によりそのカウント値がコンピュータに出力されると
共に、カウ、ント値が次のカウントのためにリセットさ
れる。上記カウント値を受けたコンピュータ８は所定の
メモリの所定のアドレスにその値を記憶する。カウント
値が所定のメモリの所定アドレスに記憶されると、次の
ステップＳ９に進み、このステップＳ９で設定用しきい
値Ｖｉ（この場合Ｖυが予め設定の上記所定範囲の上限
に等しいかどうかが判別される。

設定用しきい値Ｖｉが未だ上限に等しくない、つまり未
だ上限に達していないと判別されると、ステップＳ３に
戻り、設定用しきい値ｖｌが上記増分だけ上げられる。

つまり設定しきい値Ｖ、となる。この設定用しきい値は
第１図のＤ／Ａ変換器９によりＤ／Ａ変換され、比較器
６に出力される。

そして、再びこの設定用しきい値Ｖ、に基づいて上述の
ステップ８４〜ステツプＳ８の処理が行われる。つまり
、上記計時時間長さの間、上記ＡＥ倍信号波形が設定用
しきい値Ｖ、を超えて立ち上がった事象数がカウントさ
れ、上記設定用しきい値ｖｌのカウント値の記憶された
アドレスの次のアドレスに記憶される。そして再びＳ９
で上記設定用しきい値Ｖ、が上記上限に達したか否かが
判別される。そしてステップＳ９で設定用しきい値Ｖｉ
が上限に達したと判別されるまで、上記ステップ８３〜
Ｓ９の処理が繰り返される。つまり、上記所定の下限か
ら上限に向けて所定の増分づつ上げられた各設定用しき
い値Ｖ３．Ｖ、、・・・、Ｖｉ毎のＡＥ倍信号波形が設
定用しきい値Ｖ、、Ｖ、、・・・、■１を超えて立ち上
がった事象数が、アドレスを変えつつ所定のメモリに記
憶され、集計される。上記ステップＳ９で設定用しきい
値Ｖｉが上限に達したと判別されると、つまり上記所定
の範囲の各設定用しきい値Ｖ　＋　、　Ｖ　ｔ　、　Ｖ
　ｓ　、・・・毎の上記事象数の集計が完了すると、次
のステップＳＩＯに進み、このステップＩＯで、上記集
計を完了され、メモリにアドレスを変えつつ記憶された
設定用しきい値をＶ、、Ｖ、、・・・毎の事象数のデー
タの中から事象数の第５図に示すような最大値、つまり
カウント値の最大値が算出され、この最大値となる設定
用しきい値がメモリから読み出され、後に続＜ＡＥ計測
を行う際の第１計測用しきい値ＶＬとして設定される。

その第１計測用しきい値ＶＬは、事象数が１番多いから
バックノイズのレベルの代表値として最適なものである
。第１計測用しきい値がＶＬが設定されると次のステッ
プＳｌｌに進み、上記第１計測用しきい値ＶＬに上記ス
テップＳ１で予め入力した係数Ｘをかけて第２計測用し
きい値Ｖｌ（を算出し設定する。続いて、次のステップ
Ｓ１２で上記第１！＋測用しきい値ＶＬが出力され、次
いでステップＳ１３で上記第２計測用しきい値ＶＨが出
力される。

このようにして、第１計測用しきい値ＶＬを最適な、つ
まり単位時間についての事象数が最大となるしきい値に
設定すると共に、上記第１計測用しきい値ＶＬに予め入
力した係数Ｘをたとえば１゜２をかけて、適切な第２計
測用しきい値１を設定するためこのＡＥ計測装置は、第
１．２計測用しきい値ＶＬ、ＶＨを、計測者の勘によら
ず合理的に常に再現性良く、かつ最適な値に自動的に、
設定することができる。したがって、反射波の影響を受
けることなく正確にかつ能率良＜ＡＥ計測を行う上で、
最適なしきい値を設定することができる。″そのため、
このＡＥ計測装置は、計測する軸受に異常がある場合に
、その異常を見逃したりすることなく確実に検出するこ
とができる。

上記実施例では、第１計測用しきい値ＶＬに係数Ｘをか
けて第２計測用しきい値Ｖｌｌを算出するようにしたが
、これに限らず適宜な算式で求めてもよいのは言うまで
もない。

〈発明の効果〉 以上より明らかなように、この発明のＡＥ計測装置は、
軸受からのＡＥを検出してＡＥ倍信号出力するＡＥセン
サと、設定用しきい値を段階的に逐次変更する設定用し
きい値変更手段と、ＡＥセンサからのＡＥ倍信号設定用
しきい値変更手段で定められた設定用しきい値を超えた
か否かを判断する判定手段と、判定手段がＡＥ倍信号設
定用しきい値を超えたと判断する単位時間についての事
象数を設定用しきい値変更手段で設定された各しきい値
毎に集計する集計手段と、集計手段で集計された事象数
の最大値を算出し、上記最大値となる上記設定用しきい
値を第１計測用しきい値とする第１計測用しきい値設定
手段と、第１計測用しきい値設定手段の設定した第１計
測用しきい値に基づいて第２計測用しきい値を設定する
第２しきい値設定手段とを備えているので、第１２１−
列用しきい値を、単位時間についてのＡＥ倍信号しきい
値を超える事象数が最大となる、すなわちバックノイズ
のレベルを適格に表わすしきい値に、自動的に設定する
ことができると共に、第２計測用しきい値を、根拠の確
かな第１計測用しきい値に基づいて自動的に設定するこ
とができる。したがって第１．２計測用しきい値を、計
測者の勘によらず、かつ常に再現性良く、最適な値に自
動的に設定することができる。したがってこのＡＥ計測
装置は、反射波の影響を受けることなく正確、がっ、能
率良＜ＡＥ計測を行うことができ、計測する軸受に異常
がある場合に、その異常を見逃したりすることなく確実
に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のＡＥ計測装置の一実施例の要部のブ
ロック図、第２図は第１図を説明するフローチャート、
第３図は反射波の重畳した包絡線検波されたＡＥ倍信号
１つのしきい値で検出する場合の説明図、第４図は第３
図の包絡線検波されたＡＥ倍信号２つのしきい値で検出
する場合の説剛固、第５図はＡＥ倍信号検出するしきい
値とＡＥ倍信号波形がしきい値を超えた事象数との関係
を示す図である。 １・・・ＡＥセンサ、　　２・・・プリアンプ、３・・
・バンドパスフィルター、４・・・メインアンプ、５・
・・包絡線検波回路、　６・・・比較器、７・・・カウ
ンタ、　　８・・・コンピュータ、９．１０．１１・・
・Ｄ／Ａ変換器。 特　許　出　願　人　　光洋精工株式会社代　理　人　
弁理士　　青白　葆　はか１名第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）軸受からのアコースティックエミッションを検出
   してＡＥ信号を出力するＡＥセンサと、設定用しきい値
   を段階的に逐次変更する設定用しきい値変更手段と、 上記ＡＥセンサからのＡＥ信号が上記設定用しきい値変
   更手段で定められた設定用しきい値を超えたか否かを判
   定する判定手段と、 上記判定手段がＡＥ信号が設定用しきい値を超えたと判
   断する単位時間についての事象数を上記設定用しきい値
   変更手段で設定された各しきい値毎に集計する集計手段
   と、 上記集計手段で集計された事象数の最大値を算出し、上
   記最大値となる上記設定用しきい値を第１計測用しきい
   値とする第１計測用しきい値設定手段と、 上記第１計測用しきい値設定手段の設定した第１計測用
   しきい値に基づいて第２計測用しきい値を設定する第２
   計測用しきい値設定手段とを備えたことを特徴とするＡ
   Ｅ計測装置。