JPH03502242A - 機械又は工程の作動監視用検出装置 - 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】 機械又は工程の作動監視用検出装置 本発明は、機械又は工程が作動しているかどうかを判定する為に、機械又は工程 の動作を監視する検出装置に関するものである。機械や搬送装置等の他に、パイ プ系統で搬送される液体、ガスその他の材料の検出にも本装置を適用することが 可能である。

本発明の産業上の主たる利用分野は、関連機械の継続的な制御が必要な浄水場、 下水処理施設及び熱処理施設等である。本発明は又、種々の機械や搬送装置を監 視する必要がある船中や滑合作業でも利用することができる。

本発明と同様の目的を有する従来の装置は、光学的若しくは電気誘導による検出 、又は当該機械の駆動モータへの供給電圧の監視に基づいている。しかしながら 、この種の装置は幾つかの欠点を有している。例えば、光学的検出においては走 査ユニットと機械の移動部分との間の距離設定の調整に加えてクリーニング作業 が必要となるし、電気誘導による検出においても同様の距離調整は必要である。

この２種類の検出方法は、更にその構成要素としてケーブルを介して２個の独立 したユニット、即ち走査ユニットと増幅ユニットとを要するという欠点も有して いる。駆動モータの電圧監視においては、モータが作動していない場合、例えば モータの巻き線の破損によって静止している場合、或いは回転はしていてもそれ が駆動する機械からメカ的に分断されている場合にも供給電圧がモータに付与さ れてしまうという欠点がある。

上記従来の装置とは対照的に、本発明に係る検出装置は、振動センサに接続され た電子部品及び回路にその基礎を置いている。より詳しく言えば、この検出回路 は請求項１の前提部分に開示された類のものである。同種の装置としては摩擦そ の他の留意すべき欠陥から生ずる、より微細な振動の発見によって作動状態の監 視を行なうことをその目的としたものが広く知られている。

それに対して本発明の目的は、単に機械又は工程が作動しているかどうかを判定 することにあり、この目的を高信頼性を維持しつつ、できるだけ単純な手段を用 いて達成できるようになっている。

上記目的は、請求項１の特徴部分に開示された特色を有する検出装置により達成 される。

該検出装置に含まれる振動センサは、監視されるべき機械又は工程装置の作動に より生じた振動を受容し、これを電気的な電圧信号に変換している。この信号は 、作動中の機械が生ずる周波数及び振幅分布に関してその信号特性を認識する信 号処理ユニットに送られる。該信号処理ユニットは、各請求項に記載すると共に 、添付図面を参照して以下に詳述するように濾波、増幅、積分、遅延、復調及び しきい値検出用の各電子回路を有することが望ましい。

ここで、 第１図は検出装置に含まれる各ユニットのブロック図であり、第２図は該装置の 信号処理ユニットの含まれる部分回路のブロック図である。

第１図に示した検出装置１は、機械又は他の機械装置に設置されてその作動状態 を監視すると共に、作動中に生じた振動を交番電圧信号に変換する振動センサ２ を有している。信号処理ユニット３は（後に詳述するように）この電気信号を受 容する。

該信号処理ユニット３に対しては、機械装置により生じる特定の周波数及び振幅 分布に対応するように、製造段階で、或いは設定手段４を介して校正が行なわれ る。更に、該信号処理ユニット３は、振動センサ２から送られる信号の周波数及 び振幅特性が該ユニット３に登録された信号特性に一致する場合に限り、出カニ ニットに対して正の作動状態指示信号を発する。上記出カニニットは、検出を指 示する機能を有すると共に、設定手段４を介してユニット３の特性設定に主とし て用いられる指示回路５を含んでいる。更に出カニニットは、例えば離隔した配 電盤室へ伝送する為に、上記作動状態指示信号を電気化学的に分離した出力信号 に変換する機能を有するリレー回路８を含んでいる。電圧安定回路７は、各電子 回路への安定した内部電圧供給を達成している。リレー回路８の他の機能が必要 な場合には、信号処理ユニット３とリレー回路８との間に状態回路６を設置する ことができる。該状態回路６は、例えばインバータ、ゲート、カウンタ等の従来 の回路部品より成っているのでここでの説明は省略する。振動センサ２は、電圧 抵抗、圧電気、電流力、静電気、電磁気又は磁気ひずみを利用したいずれの型の ものであっでもよい。

第２図から明らかなように、信号処理ユニット３はその入力部に、例えば１個以 上の直列接続された演算増幅器より成る増幅回路３１を有している。そのゲイン 要素は可変減衰器を構成する調整手段３２を介して設定可能である。増幅回路３ １の出力部は、好ましくは活性フィルタ、代替的には帯域、低域及び／又は高域 型のデジタルフィルタを備えたフィルタ及び増幅回路３３に接続されている。上 記フィルタは、必要な周波数及び振幅特性を得るために、直列及び／又は並列に 接続される。フィルタ及び増幅回路３３の周波数特性は、設置後必要に応じて別 の１個以上の可変抵抗器より成る調整手段３４を介して調整可能である。この調 整を通じて、関連フィルタの限界周波数又は中央周波数の変更を行なう。フィル タ及び増幅回路３３の出力部は、信号が特定の周波数及び振幅分布を有すること を条件として、入力される交番電圧信号を直流電圧に変換する復調回路３５に接 続されている。又、信号処理ユニットの速度を抑制することにより、検出信頼性 を向上させるために遅延回路３６及び３９がここで接続されている。遅延時間は １〜１０秒の間で実現できることが望ましい。遅延回路３６及び３９は、その最 も単純な形において抵抗器より成り、必要に応じて可変にしたり、若しくは別の 調整手段３７及び４０により調整を行なってもよい。復調回路３５の出力部は、 遅延回路３６を介して積分回路３８に接続される。ここに付与される直流電圧は 、積分回路においてエンベロープ信号に変換される。積分回路は、その最も簡単 な形においてコンデンサより成る。積分回路から送られる正の直流電圧エンベロ ープは、遅延回路３９を介してしきい値検出回路４１に付与される。該しきい値 検出回路４１は、入力される直流電圧エンベロープが回路４１内に予め設定され たしきい値に達するかそれを超えるとき、正の指示信号が出力側に送られ機械が 作動中であることを示すようになっている。しきい値検出回路４１は、比較器に 接続された演算増幅器で構成してもよい。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．機械又は工程が作動しているかどうかを判定する為に、機械又は工程の動作 を監視する検出装置であって、一機械又は工程に連結されて、機械又は工程の作 動状態に応じて電気信号を送る振動センサ（２）と、一上記振動センサ（２）に 接続されて上記電気信号を増幅し濾波する信号処理ユニット（３）と、 一上記信号処理ユニットに接続されて作動状態指示信号を発する出力ユニット（ ５，６，８）と を備えた検出装置において、 一上記信号処理ユニットの増幅及び濾波手段（３２，３３）は、上記信号を機械 又は工程の通常の作動状態に対応する周波数特性を含めて一定の周波数帯域に濾 波すると共に、該信号はこの周波数において相対的に大きな振幅を有し、更に一 上記信号処理ユニット（３）は、上記増幅及び濾波手段（３２，３３）に接続さ れると共に、該増幅され濾波された信号が上記通常の作動状態に対応する周波数 特性及び振幅分布を有する場合に、それを直流電圧信号に変換する復調回路（３ ５）と、上記直流電圧信号の電圧レベルが所定のしきい電圧値に達するかそれを 超える場合に、出力信号を出力ユニット（５，６，８）に送るしきい値検出回路 （４１）とを有し、そのとき上記出力ユニット（５，６，８）は正の作動状態指 示信号を送ってなることを特徴とする検出装置。 ２．上記復調回路（３５）に接続されて、上記しきい値検出回路（４１）に付与 されるエンベロープ信号を形成する積分回路（３８）を有してなることを特徴と する請求項１記載の検出装置。 ３．上記復調回路（３５）と上記しきい値検出回路（４１）との間に接続されて 、上記電気信号の急速な変動を阻止する少なくとも一つの遅延回路（３６，３９ ）を有してなることを特徴とする請求項１又は２に記載の検出装置。 ４．上記信号処理ユニット（３）が所定の増幅、濾波特性及び／又は時間遅延に 関して調整可能である（３２，３４，３７，４０）ことを特徴とする請求項１乃 至３のいずれか１項に記載の検出回路。 ５．上記出力ユニットが、上記信号処理ユニット（３）の増幅、濾波特性及び／ 又は時間遅延の設定に用いる指示手段（５）を有してなることを特徴とする請求 項４記載の検出装置。 ６．上記出力ユニットが、所定の条件若しくは検出された状態に応じて、上記正 の作動状態指示信号を送る状態回路（６）を有してなることを特徴とする上記請 求項のいずれか１項に記載の検出装置。