JPH036468A - Ａｅセンサの異常検出装置 - 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】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、アコースティックエミッション（以下、Ａ
Ｅと言う。）を検出するＡＥセンサに損傷や検出性能の
劣化等の異常が生じたとき、ただちにこの異常を検出す
ることができるＡＥセンサの異常検出装置に関する。

〈従来の技術〉 圧延機等の設備においては、圧延機に生じるＡＥをＡＥ
センサで検出し、このＡＥセンサからのＡＥ倍信号基づ
いて、設備診断装置により圧延機を診断することが行な
われる。

ところで、従来より、ＡＥセンサをたえず監視して、Ａ
Ｅセンサの劣化や損傷等の異常を直ちに検出できるよう
なＡＥセンサの異常検出装置はなかった。このため、従
来においては、ＡＥセンサを定期的に取り外して点検し
ていた。

〈発明が解決しようとする課題〉 このため、従来においては、定期点検と次の定期点検の
間に、ＡＥセンサに異常が生じたことに気付かずに、こ
の異常が生じたＡＥセンサからのＡＥ倍信号基づいて設
備診断を行って、設備診断の誤診を引き起こす場合があ
った。設備を誤診すると、実際は設備が損傷しているに
もかかわらず設備は正常であると判断するのであるから
、設備は損傷したままその運転が継続されることになっ
て、重大な事故につながったり、多大な損害を生せしめ
たりする。

そこで、この発明の目的は、ＡＥセンサに劣化や損傷等
の異常が生じると、ＡＥセンサの出力にある特有の変化
が生じることに着目して、ＡＥセンサから出力されるＡ
Ｅ倍信号たえず監視することができ、ＡＥセンサに劣化
等の異常が生じたときに直ちにこの異常を検出できるＡ
Ｅセンサの異常検出装置を提供することにある。

〈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センサの異常
検出装置は、ＡＥセンサから出力されるＡＥ倍信号通過
させる異なる周波数帯域を有する複数のバンドパスフィ
ルターと、上記各バンドパスフィルターから出力された
信号と各基準値を比較する複数の比較回路と、」二記複
数の比較回路からの信号の論理和をとってＡＥセンサが
異常であることを示す信号を出力するオア回路とを備え
たことを特徴としている。

〈作用〉 ＡＥセンサに劣化が生じると、このＡＥセンサとりて、
少なくともいずれか一つの比較回路より、バンドパスフ
ィルターから入力された信号が基準値を下まわったこと
を示す信号の入力がある場合に、ＡＥセンサに劣化や損
傷等の異常が生じたことを示す信号を出力する。したが
って、劣化や損傷が生じてＡＥセンサのある周波数域の
感度が低下すると、この低下した周波数域に対応する比
較回路よりただちに上記信号がオア回路に入力されて、
上記オア回路よりＡＥセンサに異常が生じたことを示す
信号が出力される。

このようにＡＥセンサの異常がただちに、かつ確実に検
出される。

〈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図は設備診断装置ｌＯに付加されたこの発明のＡＥ
センサの異常検出装置の一実施例を示すブロック図であ
る。

第１図において、■は図示しない圧延機等の設備に取り
付１ノられ、この設備に発生ずるＡＥを検より出力され
るＡＥ倍信号、一部の周波数域に感度の低下が生じる。

また、ＡＥセンサに圧電素子のひび割れ等の損傷が生じ
ると、より広い周波数域で感度が低下する。

ＡＥセンサから出力されるＡＥ倍信号、異なる周波数帯
域を有する複数のバンドパスフィルターに送られる。上
記ＡＥ倍信号受けた複数のバンドパスフィルターは、上
記ＡＥ倍信号うちの各バンドパスフィルターの周波数帯
域に応じた周波数成分のみを夫々通過させて出力する。

これら各バンドパスフィルターから出力された信号は、
各バンドパスフィルターに一対一対応に設けられた複数
の比較回路に夫々送られる。各比較回路は、各バンドパ
スフィルターより送られた信号を各基準値と比較する。

そして、これら各比較回路は、対応するバンドパスフィ
ルターから人力された信号が基準値を下まわったときに
は、下まわったことを示す信号を、そうでないときはそ
うでないことを示す信号を夫々独立にオア回路に入力す
る。オア回路は、各比較回路から送られる信号の論理和
を出してＡＥ信信号表して出力するＡＥセンサである。

このＡＥセンサ１から出力されるＡＥ信信号表、」二記
設備の損傷をこのＡＥ信信号表基づいて診断する設備診
断装置１０に入力される一方、バンドパスフィルター群
２にも人力される。

上記バンドパスフィルター群２は１００〜１１０ＫＨｚ
、ｌ　ｌ　Ｏ〜１２０ＫＨｚ、・−・、５９０〜６００
ＫＨｚというように夫々１０ＫＨｚの帯域幅を有し、異
なる周波数帯域（第２図中ｆ−、ｆｔ、・・Ｊｎ参照）
を有する複数のバンドパスフィルター２−１．２−２．
・・・、２−Ｎで構成されている。上記バンドパスフィ
ルター２−１は１００−１１０ＫＨｚの周波数成分信号
ｂ１を、また、バンドパスフィルター２−２は１１０〜
１２０Ｋ）−Ｉｚの周波数成分信号ｂ２を夫々通過させ
る。そして、上記各バンドパスフィルター２−１．２−
２．・・・、２−Ｎはこれら各信号ｂ１゜ｂ７．・・・
、ｂｎを各実効値算出回路３−１．３−２．・・３−Ｈ
に夫々入力する。

上記各実効値算出回路３〜１．３−２．・・・、３Ｎは
、」二記各信号す、、ｂ２．・、ｂｎの実効値を夫々算
出して、算出結果としての実効値信号ｃｌ、ｃ、、、”
’、ｃｎを、各実効値算出回路３−１．３−２．・・、
３−Ｎに対応して設けた複数の比較回路／Ｉ−１，４，
−２４−Ｈに夫々入力する。

上記比較回路４−１は」１記実効値信号ｃ１を、基準値
ｄ１と比較する。そして、実効値信号Ｃ１が基準値ｄ１
を下まわったときには、下まわったことを示す信号ｅ１
を、また、実効値信号ＣＩが」１記基準値ｄ１を下まわ
ってはいないときには、下まわってはいないことを示ず
信号ｇ１を、オア回路５に入力する。

他の比較回路４−２．・・、４−Ｎも夫々、」１記比較
回路４−１と同様に、実効値信号ｃ２＋・、ｃｎを基準
値ｄ２．・・・、ｄｎと比較する。そして、実効値信号
Ｃ３、ｃｎが基準値ｄ３．・・・、ｄｎを下まイつった
ときには、下まイつったことを示ず信号ｅ　２　＋・・
・、ｅｎを、また、実効値信号ｃ２．・、ｃｎが上記基
準値ｄ２．・、ｄｎを下まわってはいないときには、下
まわってはいないことを示ず信号ｇ２＋・・・、ｇｎを
、上記オア回路５に入力する。

もちろん、各比較回路４−１．４−２．・・、４−Ｎの
お（プる比較は互いに独立して行なわれる。なお、力す
る。

上記構成において、上記基準値ｄ１゜ｄ２．・・、ｄｎ
は、予めＡＥセンサ１が正常であるときに、この正常で
あるＡＥセンサ１からのＡＥ信信号灯第２図参照）に基
づいて、上記の如く設定される。

ＡＥセンサｌに何等劣化等の異常がない場合は、ＡＥセ
ンサｌの検出感度がいずれの周波数域においても正常時
より変化することはないため、上記各実効値算出回路３
−１．３−２．・、３−Ｎから各比較器４−１．４−２
．・・・、４−Ｎに人力される実効値信号ｃＩ　＋　０
２　＋・・、ｃｎはほとんど変化しない。

したがって、各比較器４−１．４−２．・、４−Ｎのい
ずれからも実効値信号Ｃが基準値ｄを下まわったことを
示す信号ｅがオア回路５に入力されることはなく、した
がって、オア回路５は異常検出信号りを出力しない。

一方、ＡＥセンサｌに劣化が生じて、ＡＥセンサ１の検
出感度が、第３図に示すように、ある周波数域において
（第３図中Ａ参照）低下したとする。

しかも、この感度の低下はＡＥ信信号灯全周波数上記各
基準値ｄ、、ｄ７．・・・、ｄｎは、予めＡＥセンサ１
が正常であるときに、各実効値算出回路３−１゜３−２
．・・・、３−Ｎから出力された各実効値信号に一定の
係数、たとえば０９５をかけて得られたデータを、図示
しないメモリ記憶させていたものである。したがって、
各比較回路４−１．４−２・、４−Ｎは、入力される各
実効値信号ＣＩ＋Ｃ２＋・・・ｃｎが正常時より５％以
」二低下すると、低下したことを示ず信号ｅｌ、ｅ２＋
・・・、ｅｎを出力することになる。

上記係数は、ＡＥセンサの異常を早期かつ確実に検出で
き、かつ検出装置が誤動作しない適宜な値が選ばれる。

」１記オア回路５は、上記各比較回路４ｉ、４２、・・
、４−Ｎから人力される上記各信号ｅＩ＋０２＋・・、
ｅｎの論理和をとり、上記比較回路１１，４２　４−Ｎ
のうち少なくともいづれか一つ」；り実効値Ｃ（このよ
うに一般表現するものとする。他のす、ｄ、ｅ、ｇにお
いて同じ）が基準値ｄを下まわったことを示す信号ｅが
入力されたときに、ＡＥセンサに異常が生じたことを示
す異常検出信号りを出域の平均値や最大値等により評価
した場合には低下の評価ができないほど僅かであったと
する。しかし、このＡＥセンサの異常検出装置は、上述
の如く、帯域幅１０ＫＨｚの異なる周波数帯域毎に夫々
設けたバンドパスフィルター２．実効値算出回路３およ
び比較器４からなる一連の回路によって、各周波数域毎
に、ＡＥセンサｌの対応する周波数域の感度が正常時の
それに対して一定割合以下に低下するか否かをたえず監
視し、異なる周波数域を夫々受は持つ各比較回路４−１
．４−２゜４−Ｎからの感度が低下したことを示す信号
すなわち信号ｅｌ＋ｅ２＋・・・、ｅｎの論理和をとっ
てオア回路５よりＡＥセンサに異常が生じたことを示す
異常検出信号りを出力する構成である。したがって、上
記の如＜ＡＥセンサｌの検出感度がある周波数域におい
て部分的に低下しただけでも、この感度低下した周波数
域に対応する比較回路４に、各基準値ｄよりも小さい実
効値信号Ｃが入力されて、この比較回路４からオア回路
５へ実効値信号Ｃが基亭信号（１を下回ったこと示す信
月ｅがたたちに送出される。したがって、オア回路５か
らただちにＡＥセンサｌにおいて異常が生じたことを示
す異常検出信号りが出力される。つまり、ＡＥセンサ１
の異常がただちに検出される。

このように、このＡＥセンサの異常検出装置によれば、
必要とする広い周波数域を複数に分割して、この分割し
た周波数域毎に感度の低下をたえず監視することができ
る。そして、各周波数域の少なくともいずれか一つに感
度低下が検知されるとＡＥセンサに異常が生じたことを
示す異常検出信号り信号をオア回路５より出力できる。

したがって、このＡＥセンサの異常検出装置によれば、
ΔＥセンサ１にＡＥ倍信号の全周波数域の平均値や最大
値等により評価した場合には低下の評価ができないほど
僅かな感度の低下が狭い特定の周波数域において生じて
も、このような感度低下をただちに、かつ確実に検出で
きる。もちろん、ＡＥセンサ１が振動等を受けて損傷し
ても、ＡＥセンサＩの感度が大きく低下するから、上記
と同様にして、ただちに、かつ確実に検出ｄ−ることか
できる。。

この平均値あるいは最大値と一定の基準値とを比較する
ようにしてもよいのはもちろんである。

〈発明の効果〉 以上より明らかなように、この発明のＡＥセンサの異常
検出装置は、ＡＥセンサから出力されるＡＥ倍信号通過
させる異なる周波数帯域を有する複数のバンドパスフィ
ルターと、上記各バンドパスフィルターから出力された
信号と各基準値を比較する複数の比較回路と、上記複数
の比較回路からの信号の論理和をとってＡＥセンサが異
常であることを示す信号を出力するオア回路とを備えて
いるので、ＡＥセンサから出力されるＡＥ倍信号基づい
て、複数の」二記異なる周波数帯域毎に、ＡＥセンサの
感度の低下を監視することができる。

したがって、この発明によれば、異なる周波数帯域のう
ち少なくともいづれか一つの周波数帯域に感度低下があ
ると、ただちにＡＥセンサに異常があることを示す信号
を上記オア回路より出力することができる。したがって
、この発明のＡＥセンサの異常検出装置によれば、ＡＥ
センサに劣化やしたがって、このへＥセンサの異常検出
装置を設備診断装置１０に付加すれば、設備診断装置１
０が、ＡＥセンサＩの異常の有無を定期点検によりヂエ
ックしていた場合のように、異常が生じたＡＢセンサか
らの誤った信号に基づいて、設備を誤診したりすること
がない。

」１記実施例では、基準値ｄを、取り付けるＡＥセンサ
１毎にこのＡＥセンサ１の正常時に出力されるＡＥ倍信
号基づいて設定するようにしたが、単に、ＡＥセンサの
感度低下の検出に妥当なＡＥセンサ毎には変わらない一
定の基準値を設定するようにしてもよいのはもちろんで
ある。

また、上記実施例では、バンドパスフィルター２からの
信号すを実効値算出回路３により実効値信号Ｃに夫々変
換し、この実効値算出結果としての実効値信号Ｃと基準
値ｄとの比較によりＡＥセンサ１の感度低下を検知する
ようにしたが、感度低下の検知はこのような実効値に着
目したものに限らず、たとえば各バンドパスフィルター
からの信号の波形の高さの平均値あるいは最大値を算出
し、損傷等の異常が生じて、ＡＥ倍信号全周波数域の平
均値や最大値等により評価した場合には低下の評価がで
きないほど僅かな感度の低下が、いづれの周波数域にお
いて生じても、この感度の低下を、少なくともいずれか
の周波数帯域を受は持つ比較回路にて確実に検知して、
上記ＡＥセンサの感度低下、すなわち異常を、ただちに
かつ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センサの異常検出装置の一実施
例のブロック図、第２図は正常なＡＥセンサより出力さ
れるＡＥ倍信号周波数スペクトラム図、第３図は劣化が
生じたＡＥセンサより出力されるＡＥ倍信号一例を示す
周波数スペクトラム図である。 ■・・ＡＥセンサ、 ２−１．２−２．・・・、２−Ｎ・・・バンドパスフィ
ルター４−１　、４．−２　、・・・、４−Ｎ　比較回
路、５　・オア回路、ａ・・・ＡＥ倍信号 ＣＩ　＋　０２　＋・・、ｃｎ・比較回路からの信号、
ｄｌ（１２ ・　ｄｎ・ 基準値、 ２ 、ｆｎ・・周波数帯域、 異常検知信号。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＡＥセンサから出力されるＡＥ信号を通過させる
   異なる周波数帯域を有する複数のバンドパスフィルター
   と、 上記各バンドパスフィルターから出力された信号と各基
   準値を比較する複数の比較回路と、上記複数の比較回路
   からの信号の論理和をとってＡＥセンサが異常であるこ
   とを示す信号を出力するオア回路とを備えたことを特徴
   とするＡＥセンサの異常検出装置。