JPH0830697B2 - 微小異物検出器 - Google Patents
微小異物検出器Info
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- JPH0830697B2 JPH0830697B2 JP62316273A JP31627387A JPH0830697B2 JP H0830697 B2 JPH0830697 B2 JP H0830697B2 JP 62316273 A JP62316273 A JP 62316273A JP 31627387 A JP31627387 A JP 31627387A JP H0830697 B2 JPH0830697 B2 JP H0830697B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、静止電気機器の絶縁劣化の測定器に係り、
特にガス絶縁機器などの静止電気機器の絶縁劣化の原因
となる導電性異物により発生する音をとらえて、静止電
気機器内の異物の有無を知るに好適な微小異物検出器に
関する。
特にガス絶縁機器などの静止電気機器の絶縁劣化の原因
となる導電性異物により発生する音をとらえて、静止電
気機器内の異物の有無を知るに好適な微小異物検出器に
関する。
従来の装置は、特開昭55-41135号に記載のように、ガ
ス絶縁機器の振動や電界により跳びはねる異物のガス絶
縁機器容器への衝突音とらえて、異物の有無を監視して
いた。
ス絶縁機器の振動や電界により跳びはねる異物のガス絶
縁機器容器への衝突音とらえて、異物の有無を監視して
いた。
上記従来技術は、異物衝突音と雑音とを弁別して異物
衝突音のみを抽出することについての配慮がされておら
ず、雑音の大きさによっては誤動作するため、異物検出
のしきい値を上げる必要があり、結果的に異物検出感度
が低くなるという問題点があった。
衝突音のみを抽出することについての配慮がされておら
ず、雑音の大きさによっては誤動作するため、異物検出
のしきい値を上げる必要があり、結果的に異物検出感度
が低くなるという問題点があった。
本発明の目的は、異物衝突音と他の要因で生じる雑音
を弁別し、異物検出の誤動作を防止して異物検出器の高
感度化を図ることにある。
を弁別し、異物検出の誤動作を防止して異物検出器の高
感度化を図ることにある。
上記目的を達成するために、本発明は、静止電気機器
の容器壁に取り付けられその音響を検出する音響検出手
段と、該音響検出手段で検出した音響信号の低周波成分
の振幅と高周波成分の振幅から識別指標値を求め、該指
標値が予め設定したしきい値よりも大きいときに異物衝
突音と判別する識別手段とを備える。
の容器壁に取り付けられその音響を検出する音響検出手
段と、該音響検出手段で検出した音響信号の低周波成分
の振幅と高周波成分の振幅から識別指標値を求め、該指
標値が予め設定したしきい値よりも大きいときに異物衝
突音と判別する識別手段とを備える。
本発明の特徴である音響信号の低周波成分と高周波成
分の比較による、導電性異物の衝突音と、他の原因によ
り発生する雑音の弁別法について説明する。
分の比較による、導電性異物の衝突音と、他の原因によ
り発生する雑音の弁別法について説明する。
物体相互の衝突において、衝突により発生する物体表
面の歪みは、物体相互が接触している期間中生じてい
る。この歪みにより、物体内には、弾性波が伝播する。
この弾性波の周波数分布は、衝突による歪みの周波数分
布と、物体の弾性波の伝播特性、すなわち音響伝播特性
から定まる。音響センサを設置した被衝突物体が同じな
らば、検出される弾性波、すなわち音響信号は、異物衝
突による接触時間が短ければ、短いほど歪み波形がイン
パルスに近ずくため、高周波成分を多く含むようにな
る。この接触時間TCは、球体同志の衝突の場合、 m1,m2：衝突物体質量 r1,r2： 〃 半径 E1,E2： 〃 ヤング率 ν1，ν2： 〃 ポアツソン比 ｖ：衝突速度 となる（静電気学会編：静電気ハンドブツク：オーム
社）。物体の大きさ，重さ，硬さ，衝突速度などによ
り、接触時間が定まることがわかる。このため、ガス絶
縁機器の容器壁で検出される音響信号の周波数分布は、
異物の材質と衝突速度により変化する。衝突速度は、異
物の重さや電界の強さの関数となり、電界の強さは一定
にできるため、異物個有の物性により音響信号の周波数
スペクトルが支配される。検出対象の異物は導電性の数
mg以下のものであり、衝突速度を1m/s程度に制御する
と、接触時間は数μsec程度となる。いつぽう、雑音で
ある雨の衝突音やガス絶縁機器内部構造物のこすれ、ガ
ス絶縁機器の打撃音などの接触時間は、これより大きい
ので、異物衝突音と、これらの雑音との区別を音響信号
の周波数スペクトルを用いて分離することは可能であ
る。また、空気等の気体中を伝播して音響センサに検出
される騒音やコロナ音などの雑音は、気中での高周波域
の音響伝播減衰が大きいため、検出される音響信号は低
周波域が大きく、異物による衝突音との区別は可能であ
る。第２図は、異物衝突音と、他の要因で発生する音の
弁別が可能であることを、代表的な雑音を発生させて比
較した結果である。図では、音響信号の周波数成分のう
ち高周波側をAE（音響放出）センサで測定し、低周波側
を加速度センサで検出し、その比率を周波数分布の判断
指標として用いている。第２図に示す結果から、前述の
異物衝突音と雑音が音響の周波数分布で弁別できること
がわかる。
面の歪みは、物体相互が接触している期間中生じてい
る。この歪みにより、物体内には、弾性波が伝播する。
この弾性波の周波数分布は、衝突による歪みの周波数分
布と、物体の弾性波の伝播特性、すなわち音響伝播特性
から定まる。音響センサを設置した被衝突物体が同じな
らば、検出される弾性波、すなわち音響信号は、異物衝
突による接触時間が短ければ、短いほど歪み波形がイン
パルスに近ずくため、高周波成分を多く含むようにな
る。この接触時間TCは、球体同志の衝突の場合、 m1,m2：衝突物体質量 r1,r2： 〃 半径 E1,E2： 〃 ヤング率 ν1，ν2： 〃 ポアツソン比 ｖ：衝突速度 となる（静電気学会編：静電気ハンドブツク：オーム
社）。物体の大きさ，重さ，硬さ，衝突速度などによ
り、接触時間が定まることがわかる。このため、ガス絶
縁機器の容器壁で検出される音響信号の周波数分布は、
異物の材質と衝突速度により変化する。衝突速度は、異
物の重さや電界の強さの関数となり、電界の強さは一定
にできるため、異物個有の物性により音響信号の周波数
スペクトルが支配される。検出対象の異物は導電性の数
mg以下のものであり、衝突速度を1m/s程度に制御する
と、接触時間は数μsec程度となる。いつぽう、雑音で
ある雨の衝突音やガス絶縁機器内部構造物のこすれ、ガ
ス絶縁機器の打撃音などの接触時間は、これより大きい
ので、異物衝突音と、これらの雑音との区別を音響信号
の周波数スペクトルを用いて分離することは可能であ
る。また、空気等の気体中を伝播して音響センサに検出
される騒音やコロナ音などの雑音は、気中での高周波域
の音響伝播減衰が大きいため、検出される音響信号は低
周波域が大きく、異物による衝突音との区別は可能であ
る。第２図は、異物衝突音と、他の要因で発生する音の
弁別が可能であることを、代表的な雑音を発生させて比
較した結果である。図では、音響信号の周波数成分のう
ち高周波側をAE（音響放出）センサで測定し、低周波側
を加速度センサで検出し、その比率を周波数分布の判断
指標として用いている。第２図に示す結果から、前述の
異物衝突音と雑音が音響の周波数分布で弁別できること
がわかる。
また、異物衝突音以外の雑音としては低周波成分が大
きいことが多く、このような場合、低周波成分の振幅は
あまり変化せず、見かけ上高周波成分の振幅のみ変化す
ることになる。このような場合は、後述するように、高
周波成分の振幅と低周波成分の振幅の差及び幾何平均を
識別指標として用いることができる。
きいことが多く、このような場合、低周波成分の振幅は
あまり変化せず、見かけ上高周波成分の振幅のみ変化す
ることになる。このような場合は、後述するように、高
周波成分の振幅と低周波成分の振幅の差及び幾何平均を
識別指標として用いることができる。
以上説明したように、音響の周波数分布の違いから異
物の衝突音と、雨の衝突音，構造物のこすれ音，打撃
音，騒音，コロナ音等の雑音を区別できるため、これら
の雑音で誤検出しない高感度の異物検出器を実現でき
る。
物の衝突音と、雨の衝突音，構造物のこすれ音，打撃
音，騒音，コロナ音等の雑音を区別できるため、これら
の雑音で誤検出しない高感度の異物検出器を実現でき
る。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。
第１図は、本発明の微小異物検出器を、GIS（ガス絶
縁開閉装置）の母線部に適用した例である。GIS容器11
と中心導体12に印加された高電圧により生ずるクーロン
力で、導電性の微小異物13がGIS内部を飛び跳ね、容器1
1に衝突する。GISの容器11の外表面には、数百kHzで感
度の良いAEセンサ21と、数十kHz以下を測定帯域とするA
Cセンサ22（加速度センサ）がとりつけられている。衝
突音の高周波成分をAEセンサ21で、低周波成分をACセン
サ22で検出する。それぞれのセンサ出力は、増幅器31,3
2で増幅され、バンドパスフイルタ41,42で不要周波数帯
域が除かれ、検波器51,52により検波される。AEセンサ2
1,ACセンサ22の出力の検波信号は、異物衝突音判定器６
に入力される。異物衝突音判定器６では、音響信号の周
波数スペクトルの低周波成分の代表値であるACセンサ出
力の振幅と、高周波成分を代表するAEセンサ出力の振幅
から、異物衝突音のみを選択的に抽出する。
縁開閉装置）の母線部に適用した例である。GIS容器11
と中心導体12に印加された高電圧により生ずるクーロン
力で、導電性の微小異物13がGIS内部を飛び跳ね、容器1
1に衝突する。GISの容器11の外表面には、数百kHzで感
度の良いAEセンサ21と、数十kHz以下を測定帯域とするA
Cセンサ22（加速度センサ）がとりつけられている。衝
突音の高周波成分をAEセンサ21で、低周波成分をACセン
サ22で検出する。それぞれのセンサ出力は、増幅器31,3
2で増幅され、バンドパスフイルタ41,42で不要周波数帯
域が除かれ、検波器51,52により検波される。AEセンサ2
1,ACセンサ22の出力の検波信号は、異物衝突音判定器６
に入力される。異物衝突音判定器６では、音響信号の周
波数スペクトルの低周波成分の代表値であるACセンサ出
力の振幅と、高周波成分を代表するAEセンサ出力の振幅
から、異物衝突音のみを選択的に抽出する。
異物の衝突音は、前述のように、衝突音の周波数分布
から識別可能であり、基本的には、周波数スペクトルの
パターンマツチングにより可能である。また、周波数分
布を識別するための指標を用いれば、その指標の大きさ
から、比較的簡易に、識別することも可能である。異物
衝突音は、他の音に比べて、低周波成分より高周波成分
が大きいことに特徴がある。音響信号の低周波成分の振
幅をPL、高周波成分の振幅をPHとすると、周波数スペク
トルの識別指標としては、 比 Ｒ＝PH／PL …（３） 差 Ｄ＝PL−PH …（４） 等が適当である。本実施例では、比較的計算が簡単で、
周波数分布の識別能力の高い（１）式の指標を採用して
いる。このPHとPLの比率である識別指標Ｒを用いて、そ
の有効性を確認した結果が第２図である。横軸に音源
を、縦軸に測定により得たＲの値をデイシベルで示す。
導電性異物の衝突音の周波数識別指標を基準にしてあ
る。比率Ｒが小さいほど、高周波成分が小さいことを示
す。水滴の衝突の場合は、GIS容器との接触時間が長い
ため、手打音は空中伝播のときの高周波音の減衰が大き
いことなどのため、Ｒの値が小さい。GISの内部構造の
電磁力や振動によるこすれ音等も、接触時間が長いた
め、低周波成分が大である。また、GISの容器を打撃す
る場合も同様に接触時間が長く、低周波成分が大であ
る。このため、周波数分布識別指標のＲの値を用いるこ
とで、異物の衝突音と、他の雑音信号との識別が可能と
なる。
から識別可能であり、基本的には、周波数スペクトルの
パターンマツチングにより可能である。また、周波数分
布を識別するための指標を用いれば、その指標の大きさ
から、比較的簡易に、識別することも可能である。異物
衝突音は、他の音に比べて、低周波成分より高周波成分
が大きいことに特徴がある。音響信号の低周波成分の振
幅をPL、高周波成分の振幅をPHとすると、周波数スペク
トルの識別指標としては、 比 Ｒ＝PH／PL …（３） 差 Ｄ＝PL−PH …（４） 等が適当である。本実施例では、比較的計算が簡単で、
周波数分布の識別能力の高い（１）式の指標を採用して
いる。このPHとPLの比率である識別指標Ｒを用いて、そ
の有効性を確認した結果が第２図である。横軸に音源
を、縦軸に測定により得たＲの値をデイシベルで示す。
導電性異物の衝突音の周波数識別指標を基準にしてあ
る。比率Ｒが小さいほど、高周波成分が小さいことを示
す。水滴の衝突の場合は、GIS容器との接触時間が長い
ため、手打音は空中伝播のときの高周波音の減衰が大き
いことなどのため、Ｒの値が小さい。GISの内部構造の
電磁力や振動によるこすれ音等も、接触時間が長いた
め、低周波成分が大である。また、GISの容器を打撃す
る場合も同様に接触時間が長く、低周波成分が大であ
る。このため、周波数分布識別指標のＲの値を用いるこ
とで、異物の衝突音と、他の雑音信号との識別が可能と
なる。
第３図は、周波数分布の識別指標である比率Ｒを用い
た異物衝突音判別器６の内部構成を示したものである。
異物衝突音判別器６は、AE検波信号Si1とAC検波信号Si2
を入力し、衝突音の発生タイミングを示す衝突音発生信
号So1,衝突音のピーク値であるピーク値信号So2,衝突音
の発生頻度を示す衝突数信号So3,衝突音の周波数分布識
別指標Ｒの平均値であるＲ平均信号So4を出力する。衝
突音発生信号So1は、異物衝突音が発生したときのみ論
理“1"となり、異物の有無を知るために用いられる。ピ
ーク値信号So2は、異物衝突音と判別したときの、AE検
波信号のピーク値を示すもので、複数の異物衝突音が発
生したときの検波信号の最大値を出力する。異物の衝突
速度は、衝突のタイミングによりバラツキがあるが、そ
の最大値は異物の質量に依存すると考えられるので、ピ
ーク値信号So2は、異物の大きさを推定する手がかりと
なる。衝突数信号So3は、異物衝突音の発生頻度を示す
ものであり、異物の数や飛び跳ねやすさを知る手がかり
となる。Ｒ平均信号So4は、各異物衝突音の周波数分布
識別指標Ｒの平均値を示すものであり、異物衝突音の判
定の確からしさを知る手がかりとなる。
た異物衝突音判別器６の内部構成を示したものである。
異物衝突音判別器６は、AE検波信号Si1とAC検波信号Si2
を入力し、衝突音の発生タイミングを示す衝突音発生信
号So1,衝突音のピーク値であるピーク値信号So2,衝突音
の発生頻度を示す衝突数信号So3,衝突音の周波数分布識
別指標Ｒの平均値であるＲ平均信号So4を出力する。衝
突音発生信号So1は、異物衝突音が発生したときのみ論
理“1"となり、異物の有無を知るために用いられる。ピ
ーク値信号So2は、異物衝突音と判別したときの、AE検
波信号のピーク値を示すもので、複数の異物衝突音が発
生したときの検波信号の最大値を出力する。異物の衝突
速度は、衝突のタイミングによりバラツキがあるが、そ
の最大値は異物の質量に依存すると考えられるので、ピ
ーク値信号So2は、異物の大きさを推定する手がかりと
なる。衝突数信号So3は、異物衝突音の発生頻度を示す
ものであり、異物の数や飛び跳ねやすさを知る手がかり
となる。Ｒ平均信号So4は、各異物衝突音の周波数分布
識別指標Ｒの平均値を示すものであり、異物衝突音の判
定の確からしさを知る手がかりとなる。
第３図のブロツク線図と、第４図のタイムチヤートに
より、異物衝突音判別器６の動作を説明する。ピークホ
ールドタイミング信号S1は、AE検波信号Si1が、コンパ
レータ601の設定値を越えたときに、論理“1"となる。
パルスの持続時間は、異物衝突音の持続時間に相当し、
ワンシヨツト回路602のパルス幅として、あらかじめ設
定してある。ピークホールド回路603,604の出力信号S2,
S3の比は、割算器606の出力として得られる。それぞれ
の検波信号S2,S3のピーク値は、ピークホールドタイミ
ング信号S1の後縁近傍で得られる。この後縁近傍のタイ
ミング信号S4を、タイミング信号発生器605で発生さ
せ、タイミング信号S4の論理“1"の期間だけ、アナログ
スイツチ607をオンとし、周波数分布識別指標に用いる
Ｒ信号S5を得る。第４図では、３種の音響信号が検出さ
れており、最初の信号が異物衝突音、次の信号が水滴衝
突音、最後の信号が手打音である。コンパレータ610の
出力である衝突音発生信号So1が論理“1"になるのは、
異物衝突音発生時のみである。ピークホールド回路609
は、異物衝突音が検出されかつタイミング信号S2が、論
理“1"になつた時点で、動作し、保持してる値と、ピー
クホールド信号S2の値を比較し、大きい値をホールドす
る。第４図においては、ピークホールド信号S2の値が保
持されている。カウンタ611の出力である衝突数信号So3
は、異物衝突音を検出したタイミングで“1"だけ増加し
ている。平均演算器612は、周波数分布識別指標Ｒの平
均値の演算回路であり、異物衝突音の発生タイミングで
Ｒの値の積算値と衝突数の積算値の比をとり、Ｒ平均信
号So4として出力する。なお、ピークホールド回路609,
カウンタ611,平均演算器612は、図示していないタイマ
ーにより一定時間毎にリセツトされる。
より、異物衝突音判別器６の動作を説明する。ピークホ
ールドタイミング信号S1は、AE検波信号Si1が、コンパ
レータ601の設定値を越えたときに、論理“1"となる。
パルスの持続時間は、異物衝突音の持続時間に相当し、
ワンシヨツト回路602のパルス幅として、あらかじめ設
定してある。ピークホールド回路603,604の出力信号S2,
S3の比は、割算器606の出力として得られる。それぞれ
の検波信号S2,S3のピーク値は、ピークホールドタイミ
ング信号S1の後縁近傍で得られる。この後縁近傍のタイ
ミング信号S4を、タイミング信号発生器605で発生さ
せ、タイミング信号S4の論理“1"の期間だけ、アナログ
スイツチ607をオンとし、周波数分布識別指標に用いる
Ｒ信号S5を得る。第４図では、３種の音響信号が検出さ
れており、最初の信号が異物衝突音、次の信号が水滴衝
突音、最後の信号が手打音である。コンパレータ610の
出力である衝突音発生信号So1が論理“1"になるのは、
異物衝突音発生時のみである。ピークホールド回路609
は、異物衝突音が検出されかつタイミング信号S2が、論
理“1"になつた時点で、動作し、保持してる値と、ピー
クホールド信号S2の値を比較し、大きい値をホールドす
る。第４図においては、ピークホールド信号S2の値が保
持されている。カウンタ611の出力である衝突数信号So3
は、異物衝突音を検出したタイミングで“1"だけ増加し
ている。平均演算器612は、周波数分布識別指標Ｒの平
均値の演算回路であり、異物衝突音の発生タイミングで
Ｒの値の積算値と衝突数の積算値の比をとり、Ｒ平均信
号So4として出力する。なお、ピークホールド回路609,
カウンタ611,平均演算器612は、図示していないタイマ
ーにより一定時間毎にリセツトされる。
以上、述べたように、音響信号の低周波成分をACセン
サで、高周波成分をAEセンサでとらえ高周波成分と低周
波成分のそれぞれの振幅の比Ｒを周波数分布の識別指標
とすることにより、異物衝突音を選択的に抽出できる。
上記の微小異物検出器で異物が検出された場合は、異物
の掃除器等による吸引や、液体による洗浄等を実施し、
その除去の確認を微小異物検出器で実施することとな
る。
サで、高周波成分をAEセンサでとらえ高周波成分と低周
波成分のそれぞれの振幅の比Ｒを周波数分布の識別指標
とすることにより、異物衝突音を選択的に抽出できる。
上記の微小異物検出器で異物が検出された場合は、異物
の掃除器等による吸引や、液体による洗浄等を実施し、
その除去の確認を微小異物検出器で実施することとな
る。
本実施例特有の効果として以下の事項があげられる。
（１）高周波音と、低周波音の比率による周波数分布の
識別法を採用したため音響信号の周波数分布の識別が簡
単化が可能となり、微小異物検出器を低コストにでき、
経済性改善の効果がある。
識別法を採用したため音響信号の周波数分布の識別が簡
単化が可能となり、微小異物検出器を低コストにでき、
経済性改善の効果がある。
（２）高周波音と低周波音の比率により微小異物音を識
別するため、単にAEセンサ出力の振幅だけで異物衝突を
判別する従来法に比べ、判別の信頼性が高くなり、微小
異物検出器の信頼性向上の効果がある。
別するため、単にAEセンサ出力の振幅だけで異物衝突を
判別する従来法に比べ、判別の信頼性が高くなり、微小
異物検出器の信頼性向上の効果がある。
（３）異物質量に依存するAE検波信号のピーク値を、複
数の異物衝突音からピツクアツプする機能を付加したこ
とにより、AE検波信号から異物質量の大まかな推定が可
能となり、微小異物検出器の性能向上の効果がある。
数の異物衝突音からピツクアツプする機能を付加したこ
とにより、AE検波信号から異物質量の大まかな推定が可
能となり、微小異物検出器の性能向上の効果がある。
本発明の第２の実施例を第５図により説明する。
第５図は、本発明の微小異物検出器を、GISの母線部
に適用した例である。第１の実施例との違いは、衝突音
の検出センサを１個として、微小異物検出器の低コスト
化を図つたことにある。センサとしては、AEセンサ21を
用いている。
に適用した例である。第１の実施例との違いは、衝突音
の検出センサを１個として、微小異物検出器の低コスト
化を図つたことにある。センサとしては、AEセンサ21を
用いている。
AEセンサ21は、低域の周波数は感度は低いが、全く感
度がないわけではない。このため、増幅器31で増幅後、
高域成分のみを抽出するバンドパスフイルタ41と、低域
成分のみを抽出するバンドパスフイルタ42を通すこと
で、音響信号の高周波成分と低周波成分を抽出できる。
検波器51,52および異物衝突音判別器６の動作および機
能は、第１の実施例と同じである。
度がないわけではない。このため、増幅器31で増幅後、
高域成分のみを抽出するバンドパスフイルタ41と、低域
成分のみを抽出するバンドパスフイルタ42を通すこと
で、音響信号の高周波成分と低周波成分を抽出できる。
検波器51,52および異物衝突音判別器６の動作および機
能は、第１の実施例と同じである。
以上述べた第２の実施例の特有の効果としては、第１
の実施例の特有の効果の他に、センサを１個としたこと
により微小異物検出器の低コスト化でき、経済性改善の
効果があげられる。
の実施例の特有の効果の他に、センサを１個としたこと
により微小異物検出器の低コスト化でき、経済性改善の
効果があげられる。
本発明の第３の実施例を第６図により説明する。
第６図は、本発明の微小異物検出器を、GISの母線部
に適用した例である。本実施例では、共振特性を示すAE
センサ21の周波数応答を信号処理により平坦化し、検出
した音響信号の周波数分布と、あらかじめ実験もしくは
計算で求めた雑音や異物の質量や材質による基準音響周
波数分布のパターンマツチングをとることで、異物衝突
音と雑音を弁別するだけでなく、異物衝突音の周波数分
布の違いから、異物の質量や材質を検知しようとするも
のである。
に適用した例である。本実施例では、共振特性を示すAE
センサ21の周波数応答を信号処理により平坦化し、検出
した音響信号の周波数分布と、あらかじめ実験もしくは
計算で求めた雑音や異物の質量や材質による基準音響周
波数分布のパターンマツチングをとることで、異物衝突
音と雑音を弁別するだけでなく、異物衝突音の周波数分
布の違いから、異物の質量や材質を検知しようとするも
のである。
第６図において、AEセンサ21で検出し、増幅器31で増
幅した音響信号を、周波数分析器71により分析し、その
周波数分布を求める。周波数分布補償器72は、AEセンサ
21の周波数応答のデータを保持しており、検出音響信号
の周波分布を、この周波数応答で割ることにより、見か
け上平坦な音響センサで検出した場合の音響信号の周波
数分布が得られる。異物衝突音判別器73は、異物の材質
や重さに応じた音響信号の周波数分布の基準パターンが
記憶されており、これと対比することで、検出音響信号
が雑音であるか、どの程度の質量であるかを判別し、表
示する。
幅した音響信号を、周波数分析器71により分析し、その
周波数分布を求める。周波数分布補償器72は、AEセンサ
21の周波数応答のデータを保持しており、検出音響信号
の周波分布を、この周波数応答で割ることにより、見か
け上平坦な音響センサで検出した場合の音響信号の周波
数分布が得られる。異物衝突音判別器73は、異物の材質
や重さに応じた音響信号の周波数分布の基準パターンが
記憶されており、これと対比することで、検出音響信号
が雑音であるか、どの程度の質量であるかを判別し、表
示する。
GIS印加電圧信号Sbは、あらかじめ記憶された基準周波
数分布の選択に用いられる。
数分布の選択に用いられる。
第７図は、異物衝突音判別器73に記憶されている、基
準周波数分布の一部である。前述の（１）式で述べたよ
うに接触時間は質量や材料の硬さ、衝突速度で定まり、
結局、衝突音の周波数分布も定まることになる。衝突速
度の最大値は、電界と異物の質量や材質で定まると考え
られるので、基準周波数分布としては、電界の強さと異
物の質量及び材質毎に、衝突音の最大の時のものを準備
している。また、雑音の種類毎の基準周波数も準備して
いる。第７図に示す基準周波数分布において、Ｎの領域
は雑音、Sa,Sb,Sc,Sdになるに従つて異物質量は軽くな
り、硬くなつていく。異物衝突音判別器73では、雑音と
異物衝突音を、一般的に用いられるパターン間の距離計
算で識別し、異物衝突音のみについて一定時間内の最大
値を求め、その最大値の周波数分布と、基準周波数分布
のパターン間の距離を求めて、最も近いパターンに対応
する異物の質量と材質を表示する。
準周波数分布の一部である。前述の（１）式で述べたよ
うに接触時間は質量や材料の硬さ、衝突速度で定まり、
結局、衝突音の周波数分布も定まることになる。衝突速
度の最大値は、電界と異物の質量や材質で定まると考え
られるので、基準周波数分布としては、電界の強さと異
物の質量及び材質毎に、衝突音の最大の時のものを準備
している。また、雑音の種類毎の基準周波数も準備して
いる。第７図に示す基準周波数分布において、Ｎの領域
は雑音、Sa,Sb,Sc,Sdになるに従つて異物質量は軽くな
り、硬くなつていく。異物衝突音判別器73では、雑音と
異物衝突音を、一般的に用いられるパターン間の距離計
算で識別し、異物衝突音のみについて一定時間内の最大
値を求め、その最大値の周波数分布と、基準周波数分布
のパターン間の距離を求めて、最も近いパターンに対応
する異物の質量と材質を表示する。
周波数分析器71および周波数分布補償器72は、デイジ
タル信号処理の分野で一般的に用いられており、特殊な
回路ではない。また、異物衝突音判定器73は、周波数分
布の記憶機能と、パターン間の距離算機能を有している
必要があるが、これも、デイジタル信号処理の分野では
一般的に用いられるものであり、特に実現困難なもので
はない。
タル信号処理の分野で一般的に用いられており、特殊な
回路ではない。また、異物衝突音判定器73は、周波数分
布の記憶機能と、パターン間の距離算機能を有している
必要があるが、これも、デイジタル信号処理の分野では
一般的に用いられるものであり、特に実現困難なもので
はない。
以上説明した第３の実施例特有の効果としては、異物
の重さや材質を知ることができるので、微小異物検出器
の性能向上の効果がある。
の重さや材質を知ることができるので、微小異物検出器
の性能向上の効果がある。
本発明によれば、異物衝突音と他の要因で生じる雑音
の周波数分布の特徴の違いから両者を弁別し、異物検出
の誤動作を防止して異物検出器の高感度化を図ることが
できる。
の周波数分布の特徴の違いから両者を弁別し、異物検出
の誤動作を防止して異物検出器の高感度化を図ることが
できる。
【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明の第１の実施例の微小異物検出器のブ
ロツク線図、第２図は、周波数分布識別指標Ｒと、各種
音源の関係を示したもの、第３図は、異物衝突音判別器
の詳細のブロツク線図、第４図は、異物衝突音判別器の
タイムチヤート、第５図は、第２の実施例の微小異物検
出器のブロツク線図、第６図は、第３の実施例の微小異
物検出器のブロツク線図、第７図は、基準周波数分布図
である。 ６……異物衝突音判別器、21……AEセンサ、22……ACセ
ンサ、31,32……増幅器、41,42……バンドパスフイル
タ、51,52……検波器、71……周波数分析器、72……周
波数分析補償器、73……異物衝突音判別器。
ロツク線図、第２図は、周波数分布識別指標Ｒと、各種
音源の関係を示したもの、第３図は、異物衝突音判別器
の詳細のブロツク線図、第４図は、異物衝突音判別器の
タイムチヤート、第５図は、第２の実施例の微小異物検
出器のブロツク線図、第６図は、第３の実施例の微小異
物検出器のブロツク線図、第７図は、基準周波数分布図
である。 ６……異物衝突音判別器、21……AEセンサ、22……ACセ
ンサ、31,32……増幅器、41,42……バンドパスフイル
タ、51,52……検波器、71……周波数分析器、72……周
波数分析補償器、73……異物衝突音判別器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−60258（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−195423（ＪＰ，Ａ) 実開 昭52−85475（ＪＰ，Ｕ)
Claims (9)
- 【請求項１】静止電気機器の容器壁に取り付けられその
音響を検出する音響検出手段と、該音響検出手段で検出
した音響信号の低周波成分の振幅と高周波成分の振幅か
ら識別指標値を求め、該指標値が予め設定したしきい値
よりも大きいときに異物衝突音と判別する識別手段と を備えたことを特徴とする微小異物検出器。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の微小異物検出
器において、 前記識別指標値は、前記低周波成分に対する前記高周波
成分の振幅比であることを特徴とする微小異物検出器。 - 【請求項３】特許請求の範囲第１項記載の微小異物検出
器において、 前記識別指標値は、前記低周波成分と前記高周波成分の
振幅の差であることを特徴とする微小異物検出器。 - 【請求項４】特許請求の範囲第１項記載の微小異物検出
器において、 前記識別指標値は、前記低周波成分と前記高周波成分の
振幅の幾何平均であることを特徴とする微小異物検出
器。 - 【請求項５】特許請求の範囲第１項乃至第４項の何れか
に記載の微小異物検出器において、前記音響検出手段
は、低周波検出用の加速度センサと、高周波検出用のAE
センサからなることを特徴とする微小異物検出器。 - 【請求項６】特許請求の範囲第５項記載の微小異物検出
器において、 前記低周波成分の振幅及び前記高周波成分の振幅は、そ
れぞれ前記低周波成分のピーク値及び前記高周波成分の
ピーク値であることを特徴とする微小異物検出器。 - 【請求項７】特許請求の範囲第５項記載の微小異物検出
器において、 前記識別手段は、更に前記AEセンサの出力の検波信号の
ピーク値から異物質量を推定することを特徴とする微小
異物検出器。 - 【請求項８】特許請求の範囲第１項乃至第６項の何れか
に記載の微小異物検出器において、前記識別手段は、更
に、異物衝突音の判定の確からしさを知るために、前記
指標値の平均値を示す信号を出力することを特徴とする
微小異物検出器。 - 【請求項９】特許請求の範囲第１項乃至第６項の何れか
に記載の微小異物検出器において、前記識別手段は、更
に、異物の数を知るために、前記異物衝突音の発生頻度
を示す信号を出力することを特徴とする微小異物検出
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62316273A JPH0830697B2 (ja) | 1987-12-16 | 1987-12-16 | 微小異物検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62316273A JPH0830697B2 (ja) | 1987-12-16 | 1987-12-16 | 微小異物検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01158345A JPH01158345A (ja) | 1989-06-21 |
| JPH0830697B2 true JPH0830697B2 (ja) | 1996-03-27 |
Family
ID=18075266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62316273A Expired - Fee Related JPH0830697B2 (ja) | 1987-12-16 | 1987-12-16 | 微小異物検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0830697B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| JP4138940B2 (ja) * | 1998-05-20 | 2008-08-27 | 株式会社日立製作所 | 胴体内微小異物回収装置および回収方法 |
| JP4162967B2 (ja) * | 2001-10-12 | 2008-10-08 | 積水化学工業株式会社 | 鉄筋コンクリート管の検査方法 |
| JP4514730B2 (ja) * | 2006-05-09 | 2010-07-28 | 財団法人建設技術研究所 | 流砂の粒径分布推定方法および粒径分布推定装置 |
| GB2453146B (en) * | 2007-09-27 | 2009-10-07 | Siemens Ag | An apparatus for damping the torsional excitation of a hollow drive shaft |
| DE102013017105A1 (de) * | 2013-10-15 | 2015-04-16 | GM Global Technology Operations, LLC (n.d. Ges. d. Staates Delaware) | Kraftfahrzeug mit Ablagevorrichtung unterhalb Hutablage |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS555965Y2 (ja) * | 1975-12-23 | 1980-02-12 | ||
| JPS5960258A (ja) * | 1982-09-29 | 1984-04-06 | Toshiba Corp | 密封形ガス絶縁電気装置内における異物粒子の外部検出装置 |
-
1987
- 1987-12-16 JP JP62316273A patent/JPH0830697B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01158345A (ja) | 1989-06-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |