JPH04198767A - 振動計測システムにおけるケーブル断線判定装置 - 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】 蹟革↓ｐ１叩長ｌＬ 本発明は、回転部を有する機械の回転５゛シ常を検出し
、その異常内容を診断する振動計測システムに関し、更
に詳説すれば、振動ピックアップと振動３１測装置を接
続する信号ケーブルの断線を判定する断線判定装置に関
する。

径迷！１茗カ 一般に、従来の振動５１測装置は、第３図に示すように
、アンプ内蔵型加速度ピックアップｌと、振動ｘ　ｔ　
ｉｔ＋＋装置２と、断線１１１断部７とて構成される。

アンプ内蔵型加速度ピックアップ１は、機械の回転部の
軸受は等の機械側に取り付けられる一方、振動旧制装置
２は、通ｎ該機械から離れた場所に設置される。加速度
ピックアップｌと振動計測装置２は互いに、１本のケー
ブルにで接続され、機械の振動を示す振動信号がアンプ
内蔵型加速度ピ・。

クア、プ１から振動Ｒ＋ｔ＋す装置２に送られる。断線
判断部７は、ケーブルＫが断線しているかどうかを判断
する為の回路で、振動計測装置２内のバイパスフィルタ
４の後に設けられている。

通常、アンプ内蔵型加速度ピックアップ１は、機械の振
動に基づいて高周波の波形を持つ振動信号を発生し、振
動に応じた値が指示計６で示される。又、かかる振動信
号は、断線判断部７内の整流回路７ａて整流された後、
その整流レベルを比較ＲＨ７ｂて検知して、正常動作で
あることを判断する。他方、ケーブルＫが断線すれば振
動信号は振動計測装置２に伝達されないので、振動に応
じた値は指示計６で示されない。この場合は、整流回路
７ａの出力レベルも低くなり、比較器７ｂで所定の基準
レベルＶｃ以上の整流レベルが検出されないので、断線
が生じた旨の表示が行われる。

ところで、断線した場合、ケーブルにのインピーダンス
が非常に大きくなり、ケーブル自身がアンテナの効果を
有するので商用電源をはじめとする周囲の電磁波による
電磁誘導ノイズの影響をうけ、第４図に示すノイズ信号
５ｌｌａ、５ｌｌｂを拾い、それを振動計測装置２に伝
達する。

尚、ノイズ信号５ｌｌａ及び５ｌｌｂはそれぞれ電磁誘
導ノイズが小さい場合、及び大きい場合にケーブルＫに
発生するノイズ信号を表している。

ノイズ信？Ｓ！Ｉａ及び５ｌｌｂは、バイパスフィルタ
４を通過し、それぞれノイズ（ｇＭｓ　ｌ　２８．５１
２ｂとして出力され、断線判断部７に入力される。

Ｔｉ電磁誘導ノイズ小さい場合は、上述した通り、整流
回路７ａで整流され、その出力レベルは、断線ＩＩ＋定
基準レベルＶｃより低いので、断線状態が首尾良く検出
されるが、電磁誘導ノイズが大きい場合は、整流回路７
ａで整流された出力レベルは、断線判定基準レベルＶｃ
を越えるので、断線状態が検出されず、正常状態である
と判断され、誤動作を生じる。

発明が解決しようとする課題 上述の従来の断線判定装置にあっては、ケーブルＫか比
較的大きい電磁誘導ノイズを拾った場合は、整流レベル
が断線判断基準レベルより高くなり、正しくケーブル断
線を検知できない。

断線を正しく検知するために、ケーブルを１（数本にす
る構成も考えられるが、余分なケーブル、電源、及び断
線の検知回路が必要となり、コスト高の要因となる。更
に、信号ケーブルが断線していな（でも、断線検知ケー
ブルが断線している場合には、誤って判定をする。

また、信号の周波数に基づいて、断線を検知する構成も
考えられるが、この場合は、実際の振動信号の周波数と
ノイズ信号の周波数が異なっている場合のみ断線が検知
でき、振動信号とノイズ信号か同一周波数を持っている
場合、断線を検知できない。更に、分析判定回路が複雑
でコスト高要囚となる不具合が生じる。

そこで本発明は、ケーブルが断線しているかどうかを判
断し、且つケーブル断線時には、警告信号を発すること
ができる断線判定装置を安価に提供することを目的とす
る。

課題を解決するための手段 この目的を達成するために、本発明は、機械振動ピック
アップ手段からケーブルを介して送られてくる振動信号
を、振動計測装置で検知する振動計測システムにおいて
、 該ケーブルを介して該振動ピンクアップ手段に電流を供
給する電流供給手段と、該ケーブルの１本の電流供給線
に直列接続する抵抗体と、該抵抗体の両端に生じる電圧
信号を整流する整流手段と、該整流手段の出力が所定レ
ベル以上あるか否かを判断ｒる比較手段からなり、該出
力が所定レベル以下であれば、ケーブルが断線している
と判断するように構成したことを特徴とする振動計測シ
ステムにおけるケーブル断線判定装置を提供する。

作」Ｊ ケーブルが断線していない場合は、ケーブルを介して電
流供給手段からの所定の定電流が振動ピックアップ手段
に送られると共に、同ケーブル上に振動信号が振動ピッ
クアップ手段から振動計測装置に送、られてくる。従っ
て、ケーブル上には、電流供給手段からの定電流と、振
動信号が加わっており、抵抗体には定電流と振動信号と
が加わった値に相当する電圧が発生する。整流手段によ
り振動信号に相当する電圧が除かれるので、結局、比較
手段においては、定電流のみに相当する電圧が所定レベ
ル（定電流のみに相当する電圧より低い）と比較され、
その所定レベルより大きいので、断線していないと判断
される。

他方、ケーブルが断線している場合は、電流供給手段か
らの所定の定電流かケーブルに流れないので、抵抗体に
はケーブルが拾ったノイズ信号のみに相当する電圧が発
生する。整流手段によりノイズ信号に相当する電圧が除
かれるので、結局、比較手段においては、ゼロレベルに
近い電圧と所定レベルとが比較され、所定レベルの方が
大きいので、断線していると判断される。

夫旌輿 第１図は本発明にかかるアンプ内蔵型加速度ピックアッ
プ１と振動計測装置２をつなぐケーブルにの断線を判断
する断線判定装置の実施例を示す。

ｌは機械振動を検出し、検出した振動を電気信号に変換
し、出力するアンプ内蔵型加速度ピックアップ、２はア
ンプ内蔵型加速度ピックアップ１より出力された電気信
号に基づいて振動を計測する振動計測装置、１１はケー
ブルにの断線の有無を判断する断線１’ｌｌ断装置であ
り、加速度ピ、クア。

ブ１と振動３ｔｉｌｌｌ＋装置２の間のケーブルにの一
方の線に挿入されたかたちてに接続されている。

アンプ内蔵型加速度ピックアップ１は、圧電素子１ａ、
電極１ｂ、ｆｌｒ鐘１ｃ、アンプＩｄ、及び検出した振
動信号に比例する可変インピータンスアンプｌｅより構
成され、検知した機械振動に応じた電気信号を発生し、
増幅して出力する。

振動計１１１１１装置２は、加速度ピックアップ１の内
蔵アンプに０．５ｍΔ〜ｌ　、　Ｏｒｎへの直流電流を
供給する定電流源３、電気信号の直流成分を除去するバ
イパスフィルタ４、電気信号を増幅する振動増幅部５、
計測された振動値を表示する指示計６から構成されてい
る。

断線判断装置１１は、交流成分を除去し、直１Ｉｌｔ信
号を出力するローパスフィルタ８、直ｉ１．ｔ　信”：
を所定の断線基準レベルＶｊと比較する比較判断部９、
及び断線警報表示部１０より構成されている。

尚、バイパスフィルタ４はコンデンサ４ａ、抵抗４ｂ、
及びアンプ４ｃより構成されており、そしてローパスフ
ィルタ８は抵抗Ｂ　ａ、　８　ｂ、　８　ｃ。

コンデンサ８ｄ、及びアンプ８ｅより構成されている。

なお、抵抗８ａはケーブルにの一方の線に直列に挿入さ
れている。

また、本発明に係る装置は振動信号の伝送と加速度ピッ
クアップが内蔵するアンプを駆動する電源の伝送を１本
のケーブルで行う２線伝送方式である。

以下に、振動測定装置の具体的動作について、第２図の
波形図に基づいて、（１）非断線、（２）断線時にわけ
て説明する。

（１）非断線時 加速度ピックアップ１には定電流源３がら一定の電流値
ｉが供給され、内蔵のアンプが駆動される。通常、この
電流値ｉは０．５ｍＡ〜１ｍＡが採用されるが、他の適
当な電流値を採用してもよい。

アンプ内蔵型加速度ピックアップｌと振動計測装置２を
つなぐケーブルＫが断線していないので、加速度ピック
アップ１で検出された機械振動は、電気的な振動値７１
として振動、Ｈ１ｌｌｌ＋装置２に入力される。史に、
断線判断装置１１においては、抵抗８ａの両端間に、変
動する波形を持つ高周波信号である信号Ｓｌａが発生し
、そのバイアスレベルＶｌ、は定電流源３により供給さ
れる定電流値１にノ、（つき次式により求められる。

Ｖｌ　　＝Ｒｉ　　　ｘ　　　ｉ　　　　　　　　　　
　（１）Ｒｉ　　抵抗８ａの抵抗値 １　定７Ｂ流鯨３による定電流値 抵抗８ａの両疏：間に現れた信ｅｓＩａはローパスフィ
ルタ８において、高周波成分が除去され、直流成分に相
当するものだけが、信号Ｓ２ａに変換され°Ｃ比較判断
部９に加えられる。従って、この信号Ｓ２ａは、バイア
スレベル■１と大略等しいレベルの信号となる。

比較判断部９では、信号Ｓ２ａを所定の断線判定基準レ
ベルＶｊと比較する。

信号Ｓ２ａは基準レベル■ｊ以上であるので、比較判断
部９はローレベルの信号Ｓ３ａを出方し、非断線状態が
判定される。

断線警報表示部１０ては、ローレベル信号Ｓ３ａを受け
”断線”等の表示は行わない。

他方、振動計測装置２においては上述した通り、機械振
動に拭づく所定の表示が指示計６において行われる。

（２）既埠乃 アンプ内蔵型加速度ピックアップｌと振動計測装置２を
つなぐケーブルＫが断線しているので、加速度ピックア
ップで検出された機械振動を表した振動信号は振動計測
装置２に入力されない。また、場合により、電磁誘導に
基づく高周波信号を拾い、それが断線判断装置！■にノ
イズ信号Ｓ１ｂとして伝達される。

ケーブルには断線状態にあるので、定電流源３から加速
度ピックアップｌには電流ｉが流れない。

従って、ケーブルＫには式（１）で示されるバイアスレ
ベルＶｌは発生せず、結局、抵抗８ａの両端間に生ずる
高周波ノイズ信号Ｓｌｂはバイアスレベルを有しない。

抵抗８ａの両端間に現れたノイズ信号Ｓｌｂはローパス
フィルタ８において、平滑信Ｍｓ２ｂに変換されて、比
較？ｌＩ断部９に加えられる。

すなわち、ノイズ信号Ｓｌｂは直ｉ％Ｅ成分を殆ど持た
ないので、平滑信号Ｓ２ｂは、殆どゼロに等しいレベル
となる。

比較判断部９ては、平滑信号Ｓ２ｂを所定の断線判定基
準レベル■ｊと比較する。

信号Ｓ２ａは基準レベルＶｊ以下であるので、比較’Ｉ
’ｌｌ断部９はハイレベルの信号Ｓ３ｂを出力し、断線
が判定される。

断線警報表示部ｌＯでは、ハイレベル信号Ｓ３ｂを受け
”断線”の表示を行ったり、警報を発する。

発明の効果 以上詳述した如く、本発明によれば、余分なケーブル、
検知回路や、周波数の分析判定回路を新たに設けること
なく、振動計測装置（２）の前にローパスフィルタ（８
）、比較判断部（９）よりなる断線判断装置１１を設け
、振動信号中の直流成分と所定の断線Ｘ準しベルと比較
することにより、ケーブル（Ｋ）の断線を検知すること
ができ、安価な断線判定装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による振動計測装置のブロック線図、第
２図は本発明による振動３１測装置の動作を示す信号波
形図、第３図は従来技術による振動計測装置のブロック
線図、第４図は従来技術による振動計測装置の動作を示
す信号波形図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）機械振動ピックアップ手段からケーブルを介して
   送られてくる振動信号を、振動計測装置で検知する振動
   計測システムにおいて、 該ケーブルを介して該振動ピックアップ手段に電流を供
   給する電流供給手段と、 該ケーブルの１本の電流供給線に直列接続する抵抗体と
   、 該抵抗体の両端に生じる電圧信号を整流する整流手段と
   、 該整流手段の出力が所定レベル以上あるか否かを判断す
   る比較手段から成り、該出力が所定レベル以下であれば
   、ケーブルが断線していると判断することを特徴とする
   振動計測システムにおけるケーブル断線判定装置