JPH0617852B2 - 可動機械部品の欠陥検知の方法及び装置 - Google Patents

可動機械部品の欠陥検知の方法及び装置

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JPH0617852B2
JPH0617852B2 JP61274240A JP27424086A JPH0617852B2 JP H0617852 B2 JPH0617852 B2 JP H0617852B2 JP 61274240 A JP61274240 A JP 61274240A JP 27424086 A JP27424086 A JP 27424086A JP H0617852 B2 JPH0617852 B2 JP H0617852B2
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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、欠陥を有するあるいは損傷を受けた可動機
械部品の間に生ずる機械振動を電気信号に変換し、これ
から機械部品の状態を知るための欠陥あるいは損傷を検
知するための方法に関すると共に、欠陥あるいは損傷で
生ずる機械振動を電気信号に変換するトランスジューサ
と、該信号を処理して機械部品の状態を示す出力信号を
発するプロセス回路とを備えた上記方法を実施するため
の装置に関する。
（従来の技術及び問題点） かかる方法及び装置は英国特許第1 603 190 号に開示さ
れている。この公知の装置では、トランスジューサで
は、トランスジューサは30〜40KHz の範囲に共振振動
（周波）数をもつように機械的に調整された加速度計と
して設計されている。その結果トランスジューサの最も
高い感度は上記範囲内に存在する。この公知の方法及び
装置は、分離度及び増幅度が高い共振点の範囲で使用さ
れる。しかし、実際の使用上にあっては、例えば普通サ
イズの軸受の機械振動が測定されたとき、共振周波数そ
して二次、三次の調和周波数が上記30〜40KHz の周波数
範囲に存在する。かくして、機械部品での与えられた振
動の周波数帯の機械的増幅度は、トランスジューサの機
械的増幅度よりも高くなることがある。したがって、こ
の装置は、擾乱信号に対して高感度を示し、欠陥等の信
頼できる検知が不可能となる。欠陥あるいは損傷に起因
する振動は、トランスジューサが取りつけられている機
械部品の表面に定在波を生ずる。例えば40KHz の波長は
150mm であり、トランスジューサを節の部分に取りつけ
てしまって測定がなされないという可能性もあり、トラ
ンスジューサの最適取付位置を決定することが困難であ
る。
（問題点を解決するための手段、作用及び効果） この発明の目的は、冒頭にて述べた方法及び装置にあっ
て、上述の問題点を簡単にしかし効果的に回避すること
にある。
上記目的の達成のために、本発明による方法は、 機械振動を電気信号に変換するために広帯域幅のAEトラ
ンスジューサ（acustic-emission transducer）が使用
され、電気信号における周波数は、半波長が機械部品と
接触しているトランスジューサの断面における最小線形
寸法よりも短く選定されていることを特徴としている。
また、上記目的を達成するための装置は、 広帯域幅をもったAEトランスジューサと、機械部品と接
触しているトランスジューサの断面における最小線形寸
法よりも短い半波長をもつトランスジューサ信号で周波
数範囲を選定するプロセス回路とを備えていることを特
徴としている。
かくして本発明の方法及び装置が得られ、トランスジュ
ーサは、何ら問題なく、測定されるべき機械の所定位置
に取り付けられる。前出の普通サイズの軸受を有する機
械のため使用できるような実用的サイズのトランスジュ
ーサは、周波数帯域は30〜40KHz の少なくとも２倍の値
をもっている。そこで、この最後にのべた周波数帯域に
存在する共振振動数から生ずる障害や、その第二次、第
三次調和振動数の問題がなくなり、高周波による障害が
回避される。
（実施例） 以下、添付図面に基づいて本発明の一実施例を説明す
る。
図において機械１は、欠陥を有しまたは損傷を受けてい
て点検されるべき軸受２を備えている。この目的のため
に、AE（acoustic-emission）に対して感度を示す広帯
域幅のトランスジューサ３が機械１に取り付けられてい
て、このトランスジューサは機械振動を電気信号に変換
している。機械振動は、例えば、内または外軌道の欠陥
に軸受２の玉が接触した際に生ずる。
トランスジューサ３は、帯域フィルタをもつ増幅器４に
接続されている。該増幅器４は乗算器５の第一入力とし
て接続され、乗算器５には発振器６の出力信号が第二入
力として受入れられている。振幅器４の帯域フィルタの
中央周波数は発振器６の周波数と一致している。通常市
販されている発振器は455 KHz の発振周波数を有してい
る。乗算器５の出力は、例えば３KHz の帯域幅をもつ低
域フィルタ７に接続されている。低域フィルタ７の出力
信号は、トランスジューサ３の出力信号の452 〜458 KH
z なる周波数域に一致している。軸受２内の欠陥の存在
は低域フィルタ７の出力信号における振幅の増大となっ
てあらわれる。
上述の手段は、比較的高い周波数での周波数域が用いら
れているという大きい特徴があり、軸受２の機械的共振
周波数を擾乱する周波数域とその二次、三次調和周波数
が最早存在しない。これに加え、この周波数における波
長は約12mmで、トランスジューサはより大きい直径を有
しているために、定在波の最大値が常にトランスジュー
サ３の接触面に存在することとなる。
この実施例では代表的例として、低域フィルタ７の出力
は４つのコンパレータ８−11に供給され、該コンパレー
タはこの出力信号をそれぞれスレッシュホールド値と比
較する。コンパレータ８−11はそれぞれカウンタ12〜15
の入力に接続され、該カウンタのクロック入力は発振器
16に接続されている。発振器16はそれぞれ異なる周波
数、１，２，４そして８MHz を発している。最も低い周
波数のクロック信号を受けるカウンタはその入力側で最
も低いスレッシュホールド値のコンパレータに接続せら
れ、最も高い周波数のクロック信号を受けるカウンタは
最も高いスレッシュホールド値のコンパレータに接続せ
られている。これによって、低域フィルタ７の出力信号
において高い振幅は低い振幅よりも多く重み付けをする
ことができるということが確実化する。固定された時間
インターバル（fixed time interval）の後に到達した
カウンタ12〜15のカウント数は加算器17にて加算され
る。上記時間インターバルはクロック18によって決定さ
れ、この時間インターバルは例えば１，２，４そして６
秒と調整可能となっている。統一されたスケールとする
ために、加算器17の全量は、選定された時間インターバ
ルで除算器19にによって除算される。かくして得られた
値はデジタル／アナログ変換器20によってアナログ電圧
に変換され、該アナログ値は、所定値を越えているかを
モニタする装置21によって制御されている。もしモニタ
装置21によって許容できない状態と判断されたときに
は、モニタ装置から警告装置22に信号を発する。
振幅器４における帯域フィルタは、乗算器５での重畳
を、低周波の影響を避けて行うために使用されているこ
とを特記する。フィルタのフィルタ帯域は、例えば、35
5 〜555 KHz である。
上記装置によるテストの結果極めて良好で、軸受２内の
損傷をいろいろの状況に下で0.25μｍまで検知できた。
上述のごとくの本発明による方法及び装置は、単に軸受
内の欠陥や損傷の検知に用いられるのみならず、切削工
具等の亀裂の検知にも用いられることができる。したが
って、本発明は実施例のみに限定されることなく、特許
請求の範囲に記載した範囲内で種々変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の一実施例の概要構成を示すブロック図で
ある。 ３……トランスジューサ ４〜７……プロセス回路 ４……帯域フィルタをもつ増幅器 ５……乗算器 ６……発振器 ７……低域フィルタ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】欠陥を有するあるいは損傷を受けた可動機
    械部品の間に生ずる機械振動を電気信号に変換し、これ
    から機械部品の状態を知るための欠陥あるいは損傷を検
    知するための方法において、 機械的振動を電気的信号に変換するために広帯域幅のAE
    トランスジューサ３が使用され、電気信号における周波
    数は、半波長が機械部品と接触しているトランスジュー
    サの断面における最小線形寸法よりも短く選定されてい
    る、 ことを特徴とする可動機械部品の欠陥検知の方法。
  2. 【請求項２】電気信号の周波数帯域が 100KHz 以上に選
    定されていることを特徴とする特許請求の範囲第(1)項
    記載の可動機械部品の欠陥検知の方法。
  3. 【請求項３】電気信号の周波数域が約452 〜 458KHz に
    選定されていることを特徴とする特許請求の範囲第(2)
    項記載の可動機械部品の欠陥検知の方法。
  4. 【請求項４】機械の作動中に機械部品の欠陥あるいは損
    傷で生ずる機械振動を電気信号に変換するトランスジュ
    ーサと、該信号を処理して機械部品の状態を示す出力信
    号を発するプロセス回路とを備えた装置において、 広帯域幅をもったAEトランスジューサ３と、機械部品と
    接触しているトランスジューサの断面における最小線形
    寸法よりも短い半波長をもつトランスジューサ信号で周
    波数範囲を選定するプロセス回路４〜７とを備えてい
    る、 ことを特徴とする可動機械部品の欠陥検知装置。
  5. 【請求項５】プロセス回路は、入力側に発振器６と帯域
    フィルタ４が接続され出力側が低域フィルタ７に接続せ
    られる乗算器５を備え、上記発振器６の周波数は少なく
    とも 100KHz を有しそして帯域フィルタの中央周波数は
    発振周波数に一致しており、上記帯域フィルタ４の入力
    側にはトランスジューサ３が接続せられていることを特
    徴とする特許請求の範囲第(4)項記載の可動機械部品の
    欠陥検知装置。
JP61274240A 1985-11-28 1986-11-19 可動機械部品の欠陥検知の方法及び装置 Expired - Lifetime JPH0617852B2 (ja)

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