JPH02249927A - 音響による鉛筆型故障診断装置 - Google Patents
音響による鉛筆型故障診断装置Info
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- JPH02249927A JPH02249927A JP7069589A JP7069589A JPH02249927A JP H02249927 A JPH02249927 A JP H02249927A JP 7069589 A JP7069589 A JP 7069589A JP 7069589 A JP7069589 A JP 7069589A JP H02249927 A JPH02249927 A JP H02249927A
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- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims abstract description 3
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Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
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。
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、診断対象機械の故障の有無や其の程度を、対
象機械が発生する音響により診断対象機械から離れた個
所で、特別の取扱知識を必要とせずに診断できるように
した小形で携帯に便利な鉛筆型故障診断装置に関する。
象機械が発生する音響により診断対象機械から離れた個
所で、特別の取扱知識を必要とせずに診断できるように
した小形で携帯に便利な鉛筆型故障診断装置に関する。
［従来の技術］
一般に回転部を有する機械は振動し動作音を発生するが
、このような回転機器に異常が発生すると、その振動に
も異常が現われ、同時に動作音のスペクトルの特定周波
数にピークが現われる。
、このような回転機器に異常が発生すると、その振動に
も異常が現われ、同時に動作音のスペクトルの特定周波
数にピークが現われる。
機械の故障は一般には、当初微弱な異常として現わわ、
放置しておくと漸次その異常が進行、拡大して遂に大事
故が発生するに至る。従って昔から、その異常をなるべ
く初期の段階で察知して、大事故を未然に防止する努力
が続けられて来た。
放置しておくと漸次その異常が進行、拡大して遂に大事
故が発生するに至る。従って昔から、その異常をなるべ
く初期の段階で察知して、大事故を未然に防止する努力
が続けられて来た。
例えば、機械のロータなどを支承する転がり軸受の特定
周波数帯域の振動値を検出、表示するようにしたペンシ
ル型ころがり軸受は簡易診断計器が昭和６３年１２月１
６日の日本産業新聞に掲載されている。
周波数帯域の振動値を検出、表示するようにしたペンシ
ル型ころがり軸受は簡易診断計器が昭和６３年１２月１
６日の日本産業新聞に掲載されている。
［発明が解決しようとする課ｇ］
上記ペンシル型診断計器は、従来の振動測定器に比べて
１手持ち測定が可能となり機動性の点では大いに改善さ
れたが、此の計器が測定するのが振動であるから、計器
を被診断機械に接触させて測定する必要がある。しかし
、これでは、接触することによって、その振動モードが
変わってしまうような小形機械や、機械構造が複雑（例
えば情報処理機器）で計器を接触できない部位や計器を
接触させるのに安全面で危険がある部位が存在する場合
には、故障検出はできないという問題があった。また１
手持ちのため、計器を機械に接触させる場合、その接触
圧、接触角や接触位置に個人差が生じ易く、正確な測定
が出来難いという問題があった。
１手持ち測定が可能となり機動性の点では大いに改善さ
れたが、此の計器が測定するのが振動であるから、計器
を被診断機械に接触させて測定する必要がある。しかし
、これでは、接触することによって、その振動モードが
変わってしまうような小形機械や、機械構造が複雑（例
えば情報処理機器）で計器を接触できない部位や計器を
接触させるのに安全面で危険がある部位が存在する場合
には、故障検出はできないという問題があった。また１
手持ちのため、計器を機械に接触させる場合、その接触
圧、接触角や接触位置に個人差が生じ易く、正確な測定
が出来難いという問題があった。
本発明は、小形で携帯、使用に便利で、しかも簡単に個
人差なく正確な結果が得られる機械の故障診断装置を提
供することを目的とする。
人差なく正確な結果が得られる機械の故障診断装置を提
供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］
上記目的を達成するために本発明においては。
診断対象機械が発生する可聴音を音響センサに受音させ
、音響センサの出力信号成分から、其の周波数成分の予
め定めた特定帯域部分を、二つの狭帯域のフィルタを通
して抽出し、これらフィルタにより抽出された信号を夫
々２乗平均化回路または整流回路に通して電力として出
力させ、これらの出力電力を更にフィルタを通して平滑
化し、かくして得た二つの特定狭帯域信号成分の電力の
差を求め、此の差と予め定めてある基準値との大小関係
より診断して、診断結果として診断対象機械の故障の有
無または其の程度を視覚による表示器に示すようにした
故障診断装置全体を、鉛筆と略同大同形状にまとめるこ
とにした。
、音響センサの出力信号成分から、其の周波数成分の予
め定めた特定帯域部分を、二つの狭帯域のフィルタを通
して抽出し、これらフィルタにより抽出された信号を夫
々２乗平均化回路または整流回路に通して電力として出
力させ、これらの出力電力を更にフィルタを通して平滑
化し、かくして得た二つの特定狭帯域信号成分の電力の
差を求め、此の差と予め定めてある基準値との大小関係
より診断して、診断結果として診断対象機械の故障の有
無または其の程度を視覚による表示器に示すようにした
故障診断装置全体を、鉛筆と略同大同形状にまとめるこ
とにした。
本発明では、可聴音域の中でも暗騒音の音響パワーが大
きい１ｋＨｚ以下の音域は使用しないこととし、暗騒音
の影響を受は難いようにした。
きい１ｋＨｚ以下の音域は使用しないこととし、暗騒音
の影響を受は難いようにした。
本出願人は先に、測定対象音響周波数の全域を、複数の
測定帯域に等分し、各測定帯域に、それぞれ、帯域通過
特性が比較的狭いフィルタと特性が比較的広いフィルタ
を装備し、帯域ごとに両者による測定値の差を求め、顕
著な差が現われる測定帯域に測定対象音響スペクトルの
ピーク値が存在するものと見做す音響スペクトル測定装
置を特願昭６３−１６８８００号として出頭した。この
装置によって診断対象機械のどの周波数帯域にピーク（
極大値であって最大値ではない）が存在するかを見極め
、予め測定対象機械または其れと同じ種類の機械が正常
な運転状態にあるときに測定した其の周波数帯域での基
準的な運転音量と比較して、その帯域での測定値が基準
音量より所定値（許容差）以上相違して大きい場合は、
その機械に異常が発生していると診断することが出来る
。しかし此の装置はかなり大形で高価なものとなり、多
数個を用意して手軽に携行、使用するのには不向きであ
る。本発明装置でどのような周波数帯域に２組の狭帯域
フィルタを設置するかは、予め上記音響スペク１〜ル測
之装置などで１本発明装置が診断の対象とする特定の機
械に対し測定を行って、最も故障検出に適当な帯域を特
定しておく。また、対象とする機械の正常運転時の基準
音量なども勿論あらかじめ測定しておく。
測定帯域に等分し、各測定帯域に、それぞれ、帯域通過
特性が比較的狭いフィルタと特性が比較的広いフィルタ
を装備し、帯域ごとに両者による測定値の差を求め、顕
著な差が現われる測定帯域に測定対象音響スペクトルの
ピーク値が存在するものと見做す音響スペクトル測定装
置を特願昭６３−１６８８００号として出頭した。この
装置によって診断対象機械のどの周波数帯域にピーク（
極大値であって最大値ではない）が存在するかを見極め
、予め測定対象機械または其れと同じ種類の機械が正常
な運転状態にあるときに測定した其の周波数帯域での基
準的な運転音量と比較して、その帯域での測定値が基準
音量より所定値（許容差）以上相違して大きい場合は、
その機械に異常が発生していると診断することが出来る
。しかし此の装置はかなり大形で高価なものとなり、多
数個を用意して手軽に携行、使用するのには不向きであ
る。本発明装置でどのような周波数帯域に２組の狭帯域
フィルタを設置するかは、予め上記音響スペク１〜ル測
之装置などで１本発明装置が診断の対象とする特定の機
械に対し測定を行って、最も故障検出に適当な帯域を特
定しておく。また、対象とする機械の正常運転時の基準
音量なども勿論あらかじめ測定しておく。
［作用コ
上記のようにすると、音響センサから、暗騒音の影響を
受は難く、かつ、実験などで予め判っている診断対象機
械の故障の特徴を反映する周波数成分と其の前後どちら
かの周波数成分が二つの狭帯域フィルタ夫々を通して入
力されて来る。これら画周波数帯域の音響パワー（電力
）の差がある程度以上大きければ前記周波数帯域に音響
パワーのピークが存在することになり、異常、故障が生
じているものと見做せる。実験などで予め診断対象機械
について、正常状態の時の運転音や、全く正常とは言い
難く「要注意」の状態にあるときの運転音などを測定し
ておいて、故障の有無を判定するために測定した狭帯域
周波数の音響パワー測定値Ａが、例えば、判定基準パワ
ー値Ｂ、Ｃと比較して、Ａ＜Ｂの場合は「正常」、Ｂ＜
Ａ＜Ｃの場合は「注意」、Ａ＞Ｃの場合は「故障」と表
示するようにしておく。
受は難く、かつ、実験などで予め判っている診断対象機
械の故障の特徴を反映する周波数成分と其の前後どちら
かの周波数成分が二つの狭帯域フィルタ夫々を通して入
力されて来る。これら画周波数帯域の音響パワー（電力
）の差がある程度以上大きければ前記周波数帯域に音響
パワーのピークが存在することになり、異常、故障が生
じているものと見做せる。実験などで予め診断対象機械
について、正常状態の時の運転音や、全く正常とは言い
難く「要注意」の状態にあるときの運転音などを測定し
ておいて、故障の有無を判定するために測定した狭帯域
周波数の音響パワー測定値Ａが、例えば、判定基準パワ
ー値Ｂ、Ｃと比較して、Ａ＜Ｂの場合は「正常」、Ｂ＜
Ａ＜Ｃの場合は「注意」、Ａ＞Ｃの場合は「故障」と表
示するようにしておく。
なお、中心周波数可変の狭帯域フィルタを用意しておい
て、その中心周波数を一定の速さで可聴音帯域内を掃引
させ、その出力を微分回路に入力することによってピー
クの有無を検出し、ピーク値を含む狭帯域での測定音響
パワー出力値と予め実験等により求めである基準値とを
比較するようにして汎用化することもできるが、本発明
では後に実施例として示すように、２組の狭帯域フィル
タの中心周波数を可変にして汎用化を図った。
て、その中心周波数を一定の速さで可聴音帯域内を掃引
させ、その出力を微分回路に入力することによってピー
クの有無を検出し、ピーク値を含む狭帯域での測定音響
パワー出力値と予め実験等により求めである基準値とを
比較するようにして汎用化することもできるが、本発明
では後に実施例として示すように、２組の狭帯域フィル
タの中心周波数を可変にして汎用化を図った。
本発明装置では、測定対象機械をそれぞれ特定し、予め
各′＄１基準値を測定しておくなどの準備を行っておく
ことにより、それぞれの対象に適合した簡素な測定装置
に仕上げることを原則としたので、全てが簡単になり、
鉛筆型にすることも容易になった。
各′＄１基準値を測定しておくなどの準備を行っておく
ことにより、それぞれの対象に適合した簡素な測定装置
に仕上げることを原則としたので、全てが簡単になり、
鉛筆型にすることも容易になった。
一般に装置を取扱い易くするには、人間の手指の大きさ
との関係もあって、余り小形化し過ぎても不便で丁度鉛
筆位の大きさが取扱上便利である。
との関係もあって、余り小形化し過ぎても不便で丁度鉛
筆位の大きさが取扱上便利である。
また、鉛筆型にすると、例えばシャープペンシルのよう
にポケットに刺して手軽に携行して使用することか出来
るようになる。
にポケットに刺して手軽に携行して使用することか出来
るようになる。
［実施例コ
第１図は本発明一実施例の概略構成図である。
音響センサ１は、図示してない診断対象機械の動作音を
採取し、電気信号に変換する。その出力は。
採取し、電気信号に変換する。その出力は。
抽出周波数帯域をスイッチで変更できる狭帯域のバンド
パス・フィルタ２．３に入力され、＋１［の故障情報を
含んでいる（可能性のある）周波数成分と１ ｋ Ｈｚ
の周波数成分が抽出される。バンドパス・フィルタ２．
３の出力は夫々２乗平均化（ＲＭＳ）回路４．５に入力
され、信号のパワーに変換される。２乗平均化回路４．
５の出力は、夫々ローパス・フィルタ６．７に入力され
、ある一定時間内の平均値が出力される。レベル差検出
回路８は、ローパス・フィルタ６．７の出力の差を求め
、その差をレベル差基準値発生回路９に予め入力しであ
る正常運転時音量との許容レベル差基準値と比較し、基
準値を賊えている場合、即ち１周波数スペクトルのピー
クでのパワーが正常運転音量に対し許容差以上に大きい
場合、出力する。表示部１０では、機械の故障情報を含
んでいる周波数成分を抽出するローパス・フィルタ７の
出力信号のレベル値を数字で表示する。また、レベル差
検出回路８の出力も表示部１０に入力され、結果として
正常、注意、異常の表示（例えば青、黄。
パス・フィルタ２．３に入力され、＋１［の故障情報を
含んでいる（可能性のある）周波数成分と１ ｋ Ｈｚ
の周波数成分が抽出される。バンドパス・フィルタ２．
３の出力は夫々２乗平均化（ＲＭＳ）回路４．５に入力
され、信号のパワーに変換される。２乗平均化回路４．
５の出力は、夫々ローパス・フィルタ６．７に入力され
、ある一定時間内の平均値が出力される。レベル差検出
回路８は、ローパス・フィルタ６．７の出力の差を求め
、その差をレベル差基準値発生回路９に予め入力しであ
る正常運転時音量との許容レベル差基準値と比較し、基
準値を賊えている場合、即ち１周波数スペクトルのピー
クでのパワーが正常運転音量に対し許容差以上に大きい
場合、出力する。表示部１０では、機械の故障情報を含
んでいる周波数成分を抽出するローパス・フィルタ７の
出力信号のレベル値を数字で表示する。また、レベル差
検出回路８の出力も表示部１０に入力され、結果として
正常、注意、異常の表示（例えば青、黄。
赤のランプを点灯する）を行う。故障診断装置の操作者
は此の表示を見ることによって機械の状態を診断できる
。
は此の表示を見ることによって機械の状態を診断できる
。
上記実施例はコンピュータシステムの空冷用送風機の故
障診断に適用されている。この場合、異常を示す周波数
帯域の決定の仕方と正常値、異常値の設定の仕方につい
て説明する。まず、異常を示す周波数帯の決定法につい
て述べる。空冷用送風機等の回転機器では１回転機構部
（ベアリングなど）に傷などの不良が発生すると、機器
動作音のパワースペクトル上にピークが現われる。この
ピークが出る周波数は一般的に機器の固有振動値に相当
する周波数に現われる。従って一般的には、機器の固有
振動値を調べることによって異常を示す周波数を決定す
ることが出来る。特に、第１図に示す周波数成分を抽出
するバンドパス・フィルタは１機器固有振動周波数の揺
らぎを考慮すると１７６オクタ一ブ程度の分解能を持つ
フィルタが適当である。次に正常値、異常値の設定法に
ついて説明する。−船釣にメカニカル機器は、耐用年数
近くになると急激に故障が増加する傾向がある。
障診断に適用されている。この場合、異常を示す周波数
帯域の決定の仕方と正常値、異常値の設定の仕方につい
て説明する。まず、異常を示す周波数帯の決定法につい
て述べる。空冷用送風機等の回転機器では１回転機構部
（ベアリングなど）に傷などの不良が発生すると、機器
動作音のパワースペクトル上にピークが現われる。この
ピークが出る周波数は一般的に機器の固有振動値に相当
する周波数に現われる。従って一般的には、機器の固有
振動値を調べることによって異常を示す周波数を決定す
ることが出来る。特に、第１図に示す周波数成分を抽出
するバンドパス・フィルタは１機器固有振動周波数の揺
らぎを考慮すると１７６オクタ一ブ程度の分解能を持つ
フィルタが適当である。次に正常値、異常値の設定法に
ついて説明する。−船釣にメカニカル機器は、耐用年数
近くになると急激に故障が増加する傾向がある。
正常値については、機器出荷時の値を基準値に出来るが
、異常値の設定は簡単ではない。特に機器の動作音と異
常度合いとの関係を明確にするには。
、異常値の設定は簡単ではない。特に機器の動作音と異
常度合いとの関係を明確にするには。
実際に稼働している機器の動作音を採取し、統計的処理
技術を導入して、その結果から異常値を決定する。異常
値のもう一つの設定の仕方は、機器に人工的に故障を作
り込み、その時の動作音を測定し、異常度合いと動作音
の関係を推測することによって異常値を決定する方法が
ある。後者の方法は短時間で異常値を設定できるが、実
際の故障モードと異なるため運用を通して異常値を検証
、修正して行く必要がある。
技術を導入して、その結果から異常値を決定する。異常
値のもう一つの設定の仕方は、機器に人工的に故障を作
り込み、その時の動作音を測定し、異常度合いと動作音
の関係を推測することによって異常値を決定する方法が
ある。後者の方法は短時間で異常値を設定できるが、実
際の故障モードと異なるため運用を通して異常値を検証
、修正して行く必要がある。
［発明の効果］
以上説明したように本発明によれば、小形で携行に極め
て便利で操作の簡単な装置を用いて、特別な知識を必要
とせずに、機械の運転状態を離れた所から非接触で測定
して、正常、要注意、異常などの判定を行うことが出来
るようになり１機器の予防保全が可能となって、機器故
障に基づく経済的損失が著しく低減される。
て便利で操作の簡単な装置を用いて、特別な知識を必要
とせずに、機械の運転状態を離れた所から非接触で測定
して、正常、要注意、異常などの判定を行うことが出来
るようになり１機器の予防保全が可能となって、機器故
障に基づく経済的損失が著しく低減される。
第１図は本発明一実施例の概略構成図である。
１・・・音響センサ、 ２．３・・・可変型バンドパス
・フィルタ、 ４．５・・・ＲＭＳ回路、 ６．７
・・・ローパス・フィルタ、 ８・・・レベル差検出
回路、９・・・レベル差基準値発生回路、 １ｏ・・・
表示部。
・フィルタ、 ４．５・・・ＲＭＳ回路、 ６．７
・・・ローパス・フィルタ、 ８・・・レベル差検出
回路、９・・・レベル差基準値発生回路、 １ｏ・・・
表示部。
Claims (1)
- １、診断対象機械が発生する可聴音を音響センサに受音
させ、音響センサの出力信号成分から、其の周波数成分
の予め定めた特定帯域部分を、二つの狭帯域フィルタを
通して抽出し、これらフィルタにより抽出された信号を
夫々２乗平均化回路または整流回路に通して電力として
出力させ、これら出力電力を更にフィルタを通して平滑
化し、かくして得た二つの特定狭帯域信号成分の電力の
差を求め、此の差と予め定めてある基準値との大小関係
より診断して、診断結果として診断対象機械の故障の有
無または其の程度を視覚による表示器に示すようにした
故障診断装置全体を、鉛筆と略同大同形状にまとめたこ
とを特徴とする音響による鉛筆型故障診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7069589A JPH02249927A (ja) | 1989-03-24 | 1989-03-24 | 音響による鉛筆型故障診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7069589A JPH02249927A (ja) | 1989-03-24 | 1989-03-24 | 音響による鉛筆型故障診断装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02249927A true JPH02249927A (ja) | 1990-10-05 |
Family
ID=13439026
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7069589A Pending JPH02249927A (ja) | 1989-03-24 | 1989-03-24 | 音響による鉛筆型故障診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02249927A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015064502A (ja) * | 2013-09-25 | 2015-04-09 | 一般財団法人電力中央研究所 | 音の検知方法、検知装置及び検知プログラム |
-
1989
- 1989-03-24 JP JP7069589A patent/JPH02249927A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015064502A (ja) * | 2013-09-25 | 2015-04-09 | 一般財団法人電力中央研究所 | 音の検知方法、検知装置及び検知プログラム |
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