JPH0615987B2 - 振動検出機構の診断方法 - Google Patents
振動検出機構の診断方法Info
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- JPH0615987B2 JPH0615987B2 JP2058472A JP5847290A JPH0615987B2 JP H0615987 B2 JPH0615987 B2 JP H0615987B2 JP 2058472 A JP2058472 A JP 2058472A JP 5847290 A JP5847290 A JP 5847290A JP H0615987 B2 JPH0615987 B2 JP H0615987B2
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- vibration
- detection mechanism
- frequency
- spectrum
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B33/00—Safety devices not otherwise provided for; Breaker blocks; Devices for freeing jammed rolls for handling cobbles; Overload safety devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B38/00—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product
- B21B38/008—Monitoring or detecting vibration, chatter or chatter marks
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、鋼の冷間圧延機のように回転部を有する設備
の異常を診断する方式に関する。
の異常を診断する方式に関する。
このような回転機械の診断を、機械から発生する振動に
よって行うことは一般に行われている。
よって行うことは一般に行われている。
機械系の伝搬音響振動を内蔵された圧電素子で電気信号
に変換するセンサ自体は、例えば特開昭61-79159号公報
に記載されているように公知である。
に変換するセンサ自体は、例えば特開昭61-79159号公報
に記載されているように公知である。
このようなセンサを使用して診断するに当たって誤診を
なくし、精度の高い診断を行うためには、振動センサを
始めとする振動検出機構が正しく動作していなければな
らない。
なくし、精度の高い診断を行うためには、振動センサを
始めとする振動検出機構が正しく動作していなければな
らない。
振動検出機構自体が正常かどうかの診断は、外部からの
設備の異常時に発生する振動よりも高い周波数の信号を
センサに入力し、この信号のレベルの低下によって行っ
ている。
設備の異常時に発生する振動よりも高い周波数の信号を
センサに入力し、この信号のレベルの低下によって行っ
ている。
しかし、この従来のセンサの診断のためには、センサに
入力するための信号発生装置が必要であり、またこの信
号発生装置から出力される信号のための信号処理回路も
必要となり、センサ自体もまた診断装置全体の構成も複
雑になるという問題があった。
入力するための信号発生装置が必要であり、またこの信
号発生装置から出力される信号のための信号処理回路も
必要となり、センサ自体もまた診断装置全体の構成も複
雑になるという問題があった。
他方、センサおよび診断システムにおけるＲＡＳ機能は
現在必須のものとなりつつあり、また、センサ自体の診
断のために、新たな機構を追加することは構造が複雑と
なりコスト面から限界がある。
現在必須のものとなりつつあり、また、センサ自体の診
断のために、新たな機構を追加することは構造が複雑と
なりコスト面から限界がある。
本発明において解決すべき課題は、外部から振動センサ
等に信号を入力することなしに、本来の出力信号を用い
て信号伝送系ケーブル、信号増幅器なども含めた振動検
出機構の異常を診断する方法を提供することである。
等に信号を入力することなしに、本来の出力信号を用い
て信号伝送系ケーブル、信号増幅器なども含めた振動検
出機構の異常を診断する方法を提供することである。
本発明に係る第１の振動検出機構の診断方法は、１組の
振動検出機構が検出した振動信号に対して周波数分析を
施し、その信号中に含まれる振動検出機構自体が異常に
なったときに発生する特有な周波数におけるスペクトル
の振幅を抽出して、その振動検出機構が正常であったと
きに、同様な分析によって得られたその周波数における
スペクトルの振幅からの変化を捉えるもので、信号伝送
ケーブル、信号増幅器なども含めた異常を診断する方法
である。
振動検出機構が検出した振動信号に対して周波数分析を
施し、その信号中に含まれる振動検出機構自体が異常に
なったときに発生する特有な周波数におけるスペクトル
の振幅を抽出して、その振動検出機構が正常であったと
きに、同様な分析によって得られたその周波数における
スペクトルの振幅からの変化を捉えるもので、信号伝送
ケーブル、信号増幅器なども含めた異常を診断する方法
である。
また、本発明の第２の振動検出機構の診断方法は、近隣
に配置した複数個の振動センサをそれぞれの構成要素と
して含む振動検出機構において、その中の任意の２組以
上の振動検出機構が検出した信号に対して、各々周波数
分析を施し、その信号中に含まれる振動検出機構自体が
異常になったときに発生する同一の特有な周波数におけ
る個々のスペクトルの振幅比を抽出し、これら振動検出
機構が正常であったときに、同様な分析によってえられ
たその周波数における個々のスペクトルの振幅比からの
変化を捉えるものである。
に配置した複数個の振動センサをそれぞれの構成要素と
して含む振動検出機構において、その中の任意の２組以
上の振動検出機構が検出した信号に対して、各々周波数
分析を施し、その信号中に含まれる振動検出機構自体が
異常になったときに発生する同一の特有な周波数におけ
る個々のスペクトルの振幅比を抽出し、これら振動検出
機構が正常であったときに、同様な分析によってえられ
たその周波数における個々のスペクトルの振幅比からの
変化を捉えるものである。
振動検出機構において、代表的な異常項目であるケーブ
ルの固定不良、接続等の不良、熱的劣化等、それに検出
感度不良は、検出した振動スペクトルとの対応におい
て、以下のとおり検知できる。
ルの固定不良、接続等の不良、熱的劣化等、それに検出
感度不良は、検出した振動スペクトルとの対応におい
て、以下のとおり検知できる。
まず、ケーブル固定不良は例えば３Hz未満の低周波領域
のスペクトルの振幅が増大する。
のスペクトルの振幅が増大する。
接地不良およびケーブル接続不良、断線、絶縁不良等の
異常は例えば６０Hzの電源周波数に対応するスペクトル
が増大する。
異常は例えば６０Hzの電源周波数に対応するスペクトル
が増大する。
また熱的劣化、ボルト締付け不良等の取付け不良は、検
出した振動において、高周波領域（例えば１０ｋHz以
上）のスペクトルが減少する。
出した振動において、高周波領域（例えば１０ｋHz以
上）のスペクトルが減少する。
検出感度不良は、２個の隣接したセンサの検出振動にお
いてほぼ同様の値となるべき両者の同一スペクトルの値
が変化する。
いてほぼ同様の値となるべき両者の同一スペクトルの値
が変化する。
実施例１ 第１図に示すそれぞれ信号伝送ケーブル１によって接続
された振動検出センサ２と振動アンプ３それに例えばフ
ィルタなどのアナログ信号処理装置４からなる振動検出
装置によって、第２図に示す振動時系列波形を得た。こ
れをさらに第１図の周波数分析装置５によってＦＦＴ
（高速フーリエ変換）アルゴリズム等によって分析し、
第３図に示すスペクトルデータを得た。
された振動検出センサ２と振動アンプ３それに例えばフ
ィルタなどのアナログ信号処理装置４からなる振動検出
装置によって、第２図に示す振動時系列波形を得た。こ
れをさらに第１図の周波数分析装置５によってＦＦＴ
（高速フーリエ変換）アルゴリズム等によって分析し、
第３図に示すスペクトルデータを得た。
得られた振幅スペクトルデータについて、振動検出機構
が正常であったときに同様な分析によって得られたデー
タ（＝初期値）と比較して、以下のとおり判断した。
が正常であったときに同様な分析によって得られたデー
タ（＝初期値）と比較して、以下のとおり判断した。
ケーブル固定不良 たとえば、３Hz未満の低周波数領域のスペクトル実効値 （Ｓ(f)：周波数ｆにおけるスペクトル値） など、振幅の大きさを表す指標が初期値の特定数Ｎ１倍
以上となった場合に、伝送ケーブルの固定不良等と判定
する。
以上となった場合に、伝送ケーブルの固定不良等と判定
する。
この際、周波数の値は診断対象の設備から発生する振動
の周波数以下（本例では３Hz）に設定した。
の周波数以下（本例では３Hz）に設定した。
たとえば、振動検出機構の３Hz未満スペクトル実効値に
ついて、 現在値：Ｓp＝0.532×10-2［cm/s］ 初期値：Ｓi＝0.103×10-2［cm/s］ Ｎ1＝５ とすると、 Ｓp＝Ｓi≒5.17＞５ したがって、この例では振動検出機構は異常である。第
４図(a)は本例における正常時のスペクトル図、同図(b)
は異常時のスペクトル図である。
ついて、 現在値：Ｓp＝0.532×10-2［cm/s］ 初期値：Ｓi＝0.103×10-2［cm/s］ Ｎ1＝５ とすると、 Ｓp＝Ｓi≒5.17＞５ したがって、この例では振動検出機構は異常である。第
４図(a)は本例における正常時のスペクトル図、同図(b)
は異常時のスペクトル図である。
接地不良 次に、電源（ライン）周波数ｆ１成分のスペクトル値 Ｓ２＝Ｓ(f1) が初期値の特定数Ｎ２倍以上となった場合に、接地不良
などと判定する。
などと判定する。
第５図はその例を示すスペクル図であり、電源周波数60
Hzの周波数成分のノイズが振動に混入していることが分
かる。
Hzの周波数成分のノイズが振動に混入していることが分
かる。
熱的劣化 また、例えば10ｋHz以上（周波数の値は振動検出機構の
周波数特性にも依存する）の高周波域のスペクトル実効
値 （Ｓ(f)：周波数ｆにおけるスペクトル値） など、振幅の大きさを表す指標が、初期値の特定数１／
Ｎ３倍以下となった場合に、熱的劣化などと判定する。
周波数特性にも依存する）の高周波域のスペクトル実効
値 （Ｓ(f)：周波数ｆにおけるスペクトル値） など、振幅の大きさを表す指標が、初期値の特定数１／
Ｎ３倍以下となった場合に、熱的劣化などと判定する。
第６図はその例を示すスペクトル図であり、(a)は正常
時を、(b)は異常時をそれぞれ示す。この図のように、
異常時には10ｋHz異常の周波数成分が正常時に比べて著
しく低くなっている。
時を、(b)は異常時をそれぞれ示す。この図のように、
異常時には10ｋHz異常の周波数成分が正常時に比べて著
しく低くなっている。
実施例２（検出感度不良） 近隣に配置した振動センサをそれぞれの構成要素として
含む２組の振動検出機構Ａ，Ｂで、各々診断対象設備か
ら検出された振動の時系列波形にＦＦＴアルゴリズム等
によって周波数分析を施した。
含む２組の振動検出機構Ａ，Ｂで、各々診断対象設備か
ら検出された振動の時系列波形にＦＦＴアルゴリズム等
によって周波数分析を施した。
得られた２つの振幅スペクトルデータについて振動検出
機構が正常であったときに同様な分析なよって得られた
データ（＝初期値）と比較した。
機構が正常であったときに同様な分析なよって得られた
データ（＝初期値）と比較した。
診断対象である回転機械が、たとえば、 回転数(rpm)／60〔Hz〕 で表わされる回転周波数ｆｒおよびその高調波成分のス
ペクトル実効値など、２つの検出機構のいすれでも検出
可能なスペクトルの大きさを示す指標の２つの比 Ｓ4＝ＳB(nfr)／ＳA(nfr) （n=1,2,・・・,5） が初期値の特定数Ｎ4以上あるいは１／Ｎ4倍以下となっ
た場合に、２組の振動検出機構の中の何れかの振動検出
感度が不良と判定できた。
ペクトル実効値など、２つの検出機構のいすれでも検出
可能なスペクトルの大きさを示す指標の２つの比 Ｓ4＝ＳB(nfr)／ＳA(nfr) （n=1,2,・・・,5） が初期値の特定数Ｎ4以上あるいは１／Ｎ4倍以下となっ
た場合に、２組の振動検出機構の中の何れかの振動検出
感度が不良と判定できた。
前記の判断で不良と判定された場合、この回転周波数ｆ
ｒおよびその高調波成分のスペクトル実効値 Ｓ5＝ＳA(nfr)又は、ＳB(nfr) が、初期値の特定数Ｎ5以上あるいは１／Ｎ5以下となっ
た場合に、その振動検出機構の感度が不良などと判定す
る。
ｒおよびその高調波成分のスペクトル実効値 Ｓ5＝ＳA(nfr)又は、ＳB(nfr) が、初期値の特定数Ｎ5以上あるいは１／Ｎ5以下となっ
た場合に、その振動検出機構の感度が不良などと判定す
る。
たとえば、振動検出機構Ａ，Ｂのｆｒ成分スペクトル値
について 現在値：ＳAp＝0.637×10-2［cm/s］ ＳBp＝0.934×10-3［cm/s］ 初期値：ＳAi＝0.601×10-2［cm/s］ ＳBi＝0.658×10-2［cm/s］ Ｎ4＝５，Ｎ5＝５ とすると、 ｛(ＳBp/ＳAp)／(ＳBi/ＳAi)｝≒1/7.47＜1/5 （ＳAp/ＳAi）≒1.06，（ＳBp/ＳBi）≒1/7.04＜1/5 したがって、振動検出機構Ｂのみが異常であるという判
断結果が得られた。
について 現在値：ＳAp＝0.637×10-2［cm/s］ ＳBp＝0.934×10-3［cm/s］ 初期値：ＳAi＝0.601×10-2［cm/s］ ＳBi＝0.658×10-2［cm/s］ Ｎ4＝５，Ｎ5＝５ とすると、 ｛(ＳBp/ＳAp)／(ＳBi/ＳAi)｝≒1/7.47＜1/5 （ＳAp/ＳAi）≒1.06，（ＳBp/ＳBi）≒1/7.04＜1/5 したがって、振動検出機構Ｂのみが異常であるという判
断結果が得られた。
第７図はその例を示すスペクトル図（現在のみ）であ
り、(a)は正常機構を、(b)は異常機構をそれぞれ示す。
り、(a)は正常機構を、(b)は異常機構をそれぞれ示す。
なお、診断対象が歯車装置の場合には、例えば回転周波
数×歯車の歯数 で表わされる噛み合い周波数成分のスペクトル値などを
利用してもよい。
数×歯車の歯数 で表わされる噛み合い周波数成分のスペクトル値などを
利用してもよい。
また、振動検出感度の判定に際し、比較する振動検出機
構の数が３組以上ある場合には、多数決論理などを用い
れば診断精度はさらに高くなる。
構の数が３組以上ある場合には、多数決論理などを用い
れば診断精度はさらに高くなる。
前記Ｓ4に関する良否の判定をしないで前記Ｓ5のスペク
トル値を判定する工程のみを実行すると、設備本来の異
常と振動検出機構の異常とが分離できないため、Ｓ4に
よる判定工程は必須である。
トル値を判定する工程のみを実行すると、設備本来の異
常と振動検出機構の異常とが分離できないため、Ｓ4に
よる判定工程は必須である。
異常の判定処理をコンピュータによって行う場合のフロ
ーチャートを第８図に示す。なお、このフローチャート
では、10ＫHz以上のスペクトルに関する部分については
省略している。
ーチャートを第８図に示す。なお、このフローチャート
では、10ＫHz以上のスペクトルに関する部分については
省略している。
本発明によって以下の効果を奏することができる。
(1)振動検出機構の診断用に、特別な装置を必要としな
い。
い。
(2)設備の診断の度に振動検出機構の診断も行えるの
で、本来の設備の診断における誤診を未然に防ぐことが
できる。
で、本来の設備の診断における誤診を未然に防ぐことが
できる。
添付図は本発明の実施例を示すもので、第１図は振動検
出機構の例を示すブロック図、第２図は検出した時系列
振動周波数を示す波形図、第３図は分析したスペクトル
周波数を示すスペクトル図、第４図はケーブル固定不良
判定時の周波数分析結果を示すスペクトル図、第５図は
接地不良判定時の周波数分析結果を示すスペクトル図、
第６図は熱的不良判定時の周波数分析結果を示すスペク
トル図、第７図は検出感度不良判定時の周波数分析結果
を示すスペクトル図、第８図は本発明の方法をコンピュ
ータで処理する場合の手順を示すフローチャートであ
る。 １：ケーブル、２：センサ ３：振動アンプ、４：アナログ信号処理装置 ５：周波数分析装置
出機構の例を示すブロック図、第２図は検出した時系列
振動周波数を示す波形図、第３図は分析したスペクトル
周波数を示すスペクトル図、第４図はケーブル固定不良
判定時の周波数分析結果を示すスペクトル図、第５図は
接地不良判定時の周波数分析結果を示すスペクトル図、
第６図は熱的不良判定時の周波数分析結果を示すスペク
トル図、第７図は検出感度不良判定時の周波数分析結果
を示すスペクトル図、第８図は本発明の方法をコンピュ
ータで処理する場合の手順を示すフローチャートであ
る。 １：ケーブル、２：センサ ３：振動アンプ、４：アナログ信号処理装置 ５：周波数分析装置
Claims (2)
- 【請求項１】１組の振動検出機構が検出した振動信号に
対して周波数分析を施し、その信号中に含まれる振動検
出機構自体が異常になったときに発生する特有な周波数
におけるスペクトルの振幅を抽出して、その振動検出機
構が正常であったときに、同様な分析によって得られた
その周波数におけるスペクトルの振幅からの変化を捉え
ることによって、信号伝送ケーブル、信号増幅器なども
含めた異常を診断する方法。 - 【請求項２】近隣に配置した複数個の振動センサをそれ
ぞれの構成要素として含む振動検出機構において、その
中の任意の２組以上の振動検出機構が検出した信号に対
して、各々周波数分析を施し、その信号中に含まれる振
動検出機構自体が異常になったときに発生する同一の特
有な周波数における個々のスペクトルの振幅比を抽出
し、これらの振動検出機構が正常であったときに、同様
な分析によって得られたその周波数における個々のスペ
クトルの振幅比からの変化を捉えることによって、信号
伝送ケーブル、信号増幅器なども含めた異常を診断する
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2058472A JPH0615987B2 (ja) | 1990-03-08 | 1990-03-08 | 振動検出機構の診断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2058472A JPH0615987B2 (ja) | 1990-03-08 | 1990-03-08 | 振動検出機構の診断方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03257332A JPH03257332A (ja) | 1991-11-15 |
| JPH0615987B2 true JPH0615987B2 (ja) | 1994-03-02 |
Family
ID=13085374
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2058472A Expired - Lifetime JPH0615987B2 (ja) | 1990-03-08 | 1990-03-08 | 振動検出機構の診断方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0615987B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007080692A1 (ja) * | 2006-01-12 | 2007-07-19 | Tokyo Seimitsu Co., Ltd. | Aeセンサ及びaeセンサの動作状態確認方法 |
| KR101026080B1 (ko) * | 2007-07-26 | 2011-03-31 | 박래웅 | 케이블 이상유무 감지시스템 |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05250243A (ja) * | 1992-03-05 | 1993-09-28 | Hitachi Ltd | 拡張記憶装置のデータ処理方式 |
| JP2992727B2 (ja) * | 1993-04-16 | 1999-12-20 | 株式会社日立製作所 | 機械の異常音診断装置 |
| JP3422873B2 (ja) * | 1995-05-11 | 2003-06-30 | 株式会社東芝 | 振動監視装置 |
| FR2878031A1 (fr) * | 2004-11-15 | 2006-05-19 | Vibrasoft Sarl | Procede et dispositif pour le diagnostic et l'etat de fonctionnement d'au moins un organe d'une installation |
| JP4703201B2 (ja) * | 2005-01-28 | 2011-06-15 | 三菱電機株式会社 | 異常検出装置 |
| JP4997936B2 (ja) * | 2006-11-28 | 2012-08-15 | 日本精工株式会社 | 転がり軸受の異常診断装置および乗物 |
| JP4926145B2 (ja) * | 2008-09-16 | 2012-05-09 | 三菱電機株式会社 | 交流直流変換装置、圧縮機駆動装置、空気調和機及び異常検知装置 |
| JP2012103027A (ja) * | 2010-11-08 | 2012-05-31 | Yaskawa Electric Corp | 断線徴候検出システム |
| CN103323102B (zh) * | 2013-06-13 | 2015-04-15 | 华北电力大学 | 大型汽轮发电机组低频振动预测优化方法 |
| CN108871558B (zh) * | 2018-09-26 | 2021-05-07 | 国网安徽省电力有限公司铜陵市义安区供电公司 | 一种基于大数据的电力电缆运行振动健康监测系统 |
-
1990
- 1990-03-08 JP JP2058472A patent/JPH0615987B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007080692A1 (ja) * | 2006-01-12 | 2007-07-19 | Tokyo Seimitsu Co., Ltd. | Aeセンサ及びaeセンサの動作状態確認方法 |
| JPWO2007080692A1 (ja) * | 2006-01-12 | 2009-06-11 | 株式会社東京精密 | Ａｅセンサ及びａｅセンサの動作状態確認方法 |
| KR101026080B1 (ko) * | 2007-07-26 | 2011-03-31 | 박래웅 | 케이블 이상유무 감지시스템 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03257332A (ja) | 1991-11-15 |
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