JPH08334442A - 衝撃検知方法及び装置 - Google Patents

衝撃検知方法及び装置

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JPH08334442A
JPH08334442A JP7161494A JP16149495A JPH08334442A JP H08334442 A JPH08334442 A JP H08334442A JP 7161494 A JP7161494 A JP 7161494A JP 16149495 A JP16149495 A JP 16149495A JP H08334442 A JPH08334442 A JP H08334442A
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JP
Japan
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waveform
envelope
duration
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unit
Prior art date
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Pending
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JP7161494A
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English (en)
Inventor
Mamoru Tanaka
守 田中
Shigeru Namikawa
茂 南川
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 容器,配管等の金属性ルースパーツの衝撃信
号の発生を自動的に常時監視することができ、かつ装置
も低コストである衝撃検知方法及び装置を提供する。 【構成】 容器,配管等に設置した振動検出器の信号を
A/D変換した時系列データの加速度信号1を、マイク
ロプロセッサ内の包絡線処理部3で包絡線検波を行うと
ともに、実効値処理部4で実効値振幅検出を行い、除算
演算部5で包絡線波形と実効値波形とを比較することに
よって衝撃発生を検知する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、圧力容器,配管等の中
に発生又は混入した金属性ルースパーツの検出,診断を
行うルースパーツモニタに好適な衝撃検知方法及び装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、圧力容器内等の異常発生を検出す
る技術としては、異常振動検出方法として、特開昭56
−154630では、500Hz〜10kHzの帯域を
持つフィルタと0.07Hz〜40Hzの帯域を持つフィル
タの出力間の相関解析を行い、その結果を観測すること
でノイズの多い場合でも異常振動を確実に検出してい
る。この方法はアナログ電子回路で処理を行うものであ
り、処理結果を表示装置で観測するとしており、正常/
異常の判定を操作員の判断に頼らず自動的に電子回路で
行う方法は述べられていない。また金属性ルースパーツ
の発生に関して、特開昭60−183591では、信号
のパワースペクトル密度の低周波領域の積分値と高周波
領域の積分値の比であるFR値を求め、このFR値を既
知の質量対FR値の相関図と比較することにより金属性
ルースパーツの質量推定を行う方法について述べてい
る。この方法は既に検知した衝撃信号を金属性ルースパ
ーツの質量推定に用いる方法であり、これを金属性ルー
スパーツの衝撃信号の検知に適用することは困難であ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ルースパーツモニタの
信号は冷却水流の流動振動や機器の振動等の暗振動成分
(バックグラウンドノイズ)と金属性ルースパーツの衝
撃振動が重畳して計測されるため、突発的に発生するル
ースパーツを高精度で検出するためにはバックグラウン
ドノイズ中の衝撃信号を常時監視し、衝撃信号発生の情
報を電気信号として自動的に計算機などへ伝えることが
必要である。本発明は、このような事情に鑑みて提案さ
れたもので、容器,配管等の金属性ルースパーツの衝撃
信号の発生を自動的に常時監視することができ、かつ装
置も低コストである衝撃検知方法及び装置を提供するこ
とを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明衝撃検知方法は、
容器,配管等に設置した振動検出器の信号をA/D変換
した時系列データを、マイクロプロセッサ内のソフトウ
ェアにより、包絡線検波と実効値振幅検出を行い、包絡
線波形と実効値波形とを比較することによって衝撃発生
を検知することを特徴とする。また本発明衝撃検知装置
は、振動検出器の信号をA/D変換した時系列データを
受け、包絡線波形と実効値波形を比較することによって
衝撃発生を検知するマイクロプロセッサ内に、バックグ
ラウンドノイズ低減のための前処理を行う前処理部と、
前処理された波形データの包絡線検波を行う包絡線処理
部と、上記波形データの実効値振幅検出を行う実効値処
理部と、包絡線波形と実効値波形の比を求める除算演算
部と、上記波形比とトリガレベル定数とを比較する振幅
判断部と、上記包絡線波形がトリガレベルを越えている
持続時間をカウントする持続時間積算部と、上記持続時
間と予め定めた設定値とを比較する持続時間判断部と、
持続時間が設定値を越えた瞬間に衝撃検知する衝撃検知
出力部とを具えたことを特徴とする。
【0005】
【作用】ルースパーツの衝撃が発生すると監視対象の機
器の固有振動数成分が励起され、振幅の大きい衝撃振動
波形が発生する。一方バックグラウンドノイズはほぼ一
定振幅のランダム信号である。従って振動検出器の信号
をフィルタ処理してバックグラウンドノイズの多い周波
数帯域を除去するなどの前処理を行った信号について、
通常のバックグラウンドノイズの振幅と刻々の信号の振
幅とを比較し、信号の振幅が通常のバックグラウンドノ
イズの振幅に対して一定以上の倍率になった瞬間に衝撃
を検知したと判断する。本発明では、この処理をマイク
ロプロセッサ内でソフトウェア処理することにより、チ
ャンネル数が増加した場合でもマイクロプロセッサの処
理能力内であれば信号処理部のハードウェアの追加の必
要がないため、一般に10〜20チャンネルの多チャン
ネル処理を必要とするルースパーツモニタの衝撃検知部
を低コスト化できる。
【0006】
【実施例】本発明衝撃検知方法及び装置の一実施例を図
面について説明すると、図1は本方法を実施する衝撃検
知装置の演算処理流れ図である。容器,配管等に設置し
た振動検出器の信号をA/D変換した時系列データのk
番目のデータxk の加速度信号1が入力された場合を考
える。加速度信号1は前処理部2でバックグラウンドノ
イズの低減のためディジタルフィルタや衝撃信号の特徴
抽出などの前処理を施され、前処理されたk番目の波形
データuk を得る。この波形データuk に対し包絡線処
理部3では次の(1) 式の演算で包絡線検波を行う。 zk =max ( uk ,α uk-1 ) ・・・(1) ここで定数αは1.0 よりわずかに小さい実数である。平
行して実効値処理部4では信号の実効値振幅を求める
が、ポンプの流量変化などのバックグラウンドノイズの
ゆるやかな変化に追従するため、刻々の信号を用いて実
効値振幅値を更新することとし、次の(2) 式の演算で実
効値振幅を求める。 sk =√{(uk 2 +β(sk-1 2 } ・・・(2) ここで定数βは1.0 よりわずかに小さい実数である。
【0007】次に除算演算部5で包絡線波形と実効値波
形の比Rk を求める。次いで振幅判断部6にて比Rk
振幅設定値12で予め定めた定数wとを比較し、Rk
wであれば持続時間積算部7で持続時間を表すカウンタ
Tを増加させることにより包絡線波形zk がトリガレベ
ルwを越えている時間をカウントする。持続時間判断部
8では電気ノイズなど持続時間の短いノイズによる誤検
知を防止するため、持続時間設定値13の値dと持続時
間を表すカウンタTを比較し、T>dとなると、その瞬
間の時刻τをタイマ14から読み取り、持続時間判定に
要した時間dを引いたτ−dを検知時刻として記憶し、
衝撃検知出力部9で必要な情報を、例えば図2の診断用
コンピュータ22に送る。振幅判断部6でzk <wの場
合及び衝撃検知出力部9の処理を行った場合には、持続
時間リセット部10で持続時間を表すカウンタTを0に
もどす。一連の処理を終わるとカウンタ更新部11で時
刻を示すカウンタkを進め、 k+1 番目のデータxk+1
について同様の処理を繰り返す。なお上記前処理部2〜
持続時間設定値13はマイクロプロセッサ内の処理部で
ある。
【0008】図2は本衝撃検知装置を備えたルースパー
ツモニタの機器構成図を示しており、加速度検出器15
で検出した加速度信号をプリアンプ16及びシグナルコ
ンディショナ17で増幅し、アンチエリアジングフィル
タ18を経てA/D変換器19で、図1の時系列データ
の加速度信号1に変換する。各チャンネルの時系列デー
タの加速度信号1は信号バス20を経由して信号処理演
算マイクロプロセッサ21に入力され、ここで図1に示
した演算処理を行う。衝撃検知した場合には信号処理演
算マイクロプロセッサ21内の処理のうち衝撃検知出力
部9から診断用コンピュータ22に必要な情報が送られ
て診断が行われる。
【0009】図3及び図4に実際の信号を図1の流れに
沿って処理した場合の結果を示す。加速度信号を前処理
した波形23について包絡線処理した波形24と実効値
波形25を比較して持続時間積算部7の出力波形26を
得る。図3は実際に模擬衝撃を与えた場合の波形であ
り、持続時間積算部7の出力波形26が持続時間設定値
13を越え、衝撃信号と判断されている。図4は電気的
なスパイクノイズについて同様の処理を行った結果であ
るが、この場合には持続時間積算部7の出力波形26は
持続時間設定値13に達せず、電気的なスパイクノイズ
を衝撃信号として誤検知することが防止されている。こ
のように図1に記載した演算処理を行うことでバックグ
ラウンドノイズ中の衝撃信号を明確に検知できることが
わかる。
【0010】
【発明の効果】要するに本発明によれば、容器,配管等
に設置した振動検出器の信号をA/D変換した時系列デ
ータを、マイクロプロセッサ内のソフトウェアにより、
包絡線検波と実効値振幅検出を行い、包絡線波形と実効
値波形とを比較することによって衝撃発生を検知するこ
とと、振動検出器の信号をA/D変換した時系列データ
を受け、包絡線波形と実効値波形を比較することによっ
て衝撃発生を検知するマイクロプロセッサ内に、バック
グラウンドノイズ低減のための前処理を行う前処理部
と、前処理された波形データの包絡線検波を行う包絡線
処理部と、上記波形データの実効値振幅検出を行う実効
値処理部と、包絡線波形と実効値波形の比を求める除算
演算部と、上記波形比とトリガレベル定数とを比較する
振幅判断部と、上記包絡線波形がトリガレベルを越えて
いる持続時間をカウントする持続時間積算部と、上記持
続時間と予め定めた設定値とを比較する持続時間判断部
と、持続時間が設定値を越えた瞬間に衝撃検知する衝撃
検知出力部とを具えたこととにより、容器,配管等の金
属性ルースパーツの衝撃信号の発生を自動的に常時監視
することができ、かつ装置も低コストである衝撃検知方
法及び装置を提供するから、本発明は産業上極めて有益
なものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明衝撃検知方法の一実施例における衝撃検
知装置の演算処理流れ図である。
【図2】上記衝撃検知装置を備えたルースパーツモニタ
の機器構成図である。
【図3】バックグラウンドノイズ中に含まれる模擬衝撃
波形の処理状況の説明図である。
【図4】バックグラウンドノイズに含まれる電気的なス
パイクノイズの処理状況を示す説明図である。
【符号の説明】
1 加速度信号 2 前処理部 3 包絡線処理部 4 実効値処理部 5 除算演算部 6 振幅判断部 7 持続時間積算部 8 持続時間判断部 9 衝撃検知出力部 10 持続時間リセット部 11 カウンタ更新部 12 振幅設定値 13 持続時間設定値 14 タイマ 15 加速度検出器 16 プリアンプ 17 シグナルコンディショナ 18 アンチエリアジングフィルタ 19 A/D変換器 20 信号バス 21 信号処理演算マイクロプロセッサ 22 診断用コンピュータ 23 前処理後の波形 24 包絡線波形 25 実効値波形 26 持続時間積算部7の出力波形

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 容器,配管等に設置した振動検出器の信
    号をA/D変換した時系列データを、マイクロプロセッ
    サ内のソフトウェアにより、包絡線検波と実効値振幅検
    出を行い、包絡線波形と実効値波形とを比較することに
    よって衝撃発生を検知することを特徴とする衝撃検知方
    法。
  2. 【請求項2】 振動検出器の信号をA/D変換した時系
    列データを受け、包絡線波形と実効値波形を比較するこ
    とによって衝撃発生を検知するマイクロプロセッサ内
    に、バックグラウンドノイズ低減のための前処理を行う
    前処理部と、前処理された波形データの包絡線検波を行
    う包絡線処理部と、上記波形データの実効値振幅検出を
    行う実効値処理部と、包絡線波形と実効値波形の比を求
    める除算演算部と、上記波形比とトリガレベル定数とを
    比較する振幅判断部と、上記包絡線波形がトリガレベル
    を越えている持続時間をカウントする持続時間積算部
    と、上記持続時間と予め定めた設定値とを比較する持続
    時間判断部と、持続時間が設定値を越えた瞬間に衝撃検
    知する衝撃検知出力部とを具えたことを特徴とする衝撃
    検知装置。
JP7161494A 1995-06-05 1995-06-05 衝撃検知方法及び装置 Pending JPH08334442A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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CN113113167A (zh) * 2021-04-27 2021-07-13 上海核工程研究设计院有限公司 一种核电站主设备振动响声检测数据快速定位的方法

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Effective date: 20010718