JPH1114446A - 回転機翼の非接触振動計測装置の計測信号処理方法 - Google Patents
回転機翼の非接触振動計測装置の計測信号処理方法Info
- Publication number
- JPH1114446A JPH1114446A JP16405197A JP16405197A JPH1114446A JP H1114446 A JPH1114446 A JP H1114446A JP 16405197 A JP16405197 A JP 16405197A JP 16405197 A JP16405197 A JP 16405197A JP H1114446 A JPH1114446 A JP H1114446A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibration
- signal
- measured
- component
- rotating machine
- Prior art date
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- Withdrawn
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- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 蒸気タービン、ガスタービン等の回転機翼の
非接触振動計測において、ノイズ信号による影響を排除
する。 【解決手段】 回転機翼の外周に臨んで円周状に配設さ
れる複数の振動計測センサと、そのセンサの出力信号を
受け入れて処理する振動計測器とを有する非接触振動計
測装置を使用する回転機翼の振動計測において、複数の
回転数で回転機翼を回転して計測センサから振動計測デ
ータを入手し、そのデータから得られる振動波形につい
て回転数ごとに振動周波数分析を行い、回転数の整数倍
の振動成分の最大値と他のハーモニック成分値を比較し
て、最大値の３０〜７０％以上の成分値が１個以上あれ
ばその振動計測データを除外し、最大値の３０〜７０％
以上の成分値が無いときの該最大値のみを振動信号と認
識して信号を処理する。
非接触振動計測において、ノイズ信号による影響を排除
する。 【解決手段】 回転機翼の外周に臨んで円周状に配設さ
れる複数の振動計測センサと、そのセンサの出力信号を
受け入れて処理する振動計測器とを有する非接触振動計
測装置を使用する回転機翼の振動計測において、複数の
回転数で回転機翼を回転して計測センサから振動計測デ
ータを入手し、そのデータから得られる振動波形につい
て回転数ごとに振動周波数分析を行い、回転数の整数倍
の振動成分の最大値と他のハーモニック成分値を比較し
て、最大値の３０〜７０％以上の成分値が１個以上あれ
ばその振動計測データを除外し、最大値の３０〜７０％
以上の成分値が無いときの該最大値のみを振動信号と認
識して信号を処理する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、蒸気タービン、ガ
スタービン、軸流圧縮機などの回転機翼の振動を非接触
で計測する技術に関し、特に計測信号の処理方法に関す
る。
スタービン、軸流圧縮機などの回転機翼の振動を非接触
で計測する技術に関し、特に計測信号の処理方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】回転機翼の振動を非接触で計測するとき
の計測センサの配置が図４に概念的に示されている。ロ
ータ１の外円周に植設された複数の回転翼３が翼車５を
形成し、その外円周に沿って複数の計測センサ７が配設
される。計測センサ７としては光式、レーザ式、電磁式
などがあり、特別に配置したセンサ治具９に固定する
か、或いは機械の構成部材として本来的に備えられてい
るケーシング等を利用して固定される。回転翼３の配置
は通常軸芯に対し回転対称であるから振動も対称形であ
ると予測され、計測センサ７の配置は図４に示されるよ
うに半円周の配置となる場合が多い。図５は、レーザを
使用した従来の非接触振動計測装置の概念的系統図を示
している。図において、ロータ１１の外周に植設された
回転翼１３を取り囲むケーシング１５に、所定数の振動
計測センサ１７が配設され、これらは光ファイバ１９を
介してレーザ発振器２１に連絡し、レーザ光を受信して
回転中の回転翼１３に向けて発射する。回転翼１３の振
動信号を含む反射光を振動計測センサ１７が受信して、
これを光電変換器２３に送り、電気信号に変えられた振
動信号は振動計測器２５に送られ、ここで所定の処理が
加えられて振動が計測される。そして、振動計測センサ
１７が半円周配置の場合、その計測信号は振動計測器２
５において図６に示すように平行移動などにより残りの
半円周分を作成し、全円周に展開される。図６において
実線の曲線は計測信号２７であり、破線の曲線は作成信
号２９である。
の計測センサの配置が図４に概念的に示されている。ロ
ータ１の外円周に植設された複数の回転翼３が翼車５を
形成し、その外円周に沿って複数の計測センサ７が配設
される。計測センサ７としては光式、レーザ式、電磁式
などがあり、特別に配置したセンサ治具９に固定する
か、或いは機械の構成部材として本来的に備えられてい
るケーシング等を利用して固定される。回転翼３の配置
は通常軸芯に対し回転対称であるから振動も対称形であ
ると予測され、計測センサ７の配置は図４に示されるよ
うに半円周の配置となる場合が多い。図５は、レーザを
使用した従来の非接触振動計測装置の概念的系統図を示
している。図において、ロータ１１の外周に植設された
回転翼１３を取り囲むケーシング１５に、所定数の振動
計測センサ１７が配設され、これらは光ファイバ１９を
介してレーザ発振器２１に連絡し、レーザ光を受信して
回転中の回転翼１３に向けて発射する。回転翼１３の振
動信号を含む反射光を振動計測センサ１７が受信して、
これを光電変換器２３に送り、電気信号に変えられた振
動信号は振動計測器２５に送られ、ここで所定の処理が
加えられて振動が計測される。そして、振動計測センサ
１７が半円周配置の場合、その計測信号は振動計測器２
５において図６に示すように平行移動などにより残りの
半円周分を作成し、全円周に展開される。図６において
実線の曲線は計測信号２７であり、破線の曲線は作成信
号２９である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前述のような全円周配
置の計測センサからの計測信号が良好でなかったり、或
いは前述のように半円周計測信号から展開して全円周信
号を作成した場合に図７に示すように計測信号２６と作
成信号２８との結合部に不連続部２４が発生したりする
場合がある。このような不連続部等のある振動波形の周
波数分析を行うと、図８に示すように本来存在する信号
成分とは別に多くのノイズ成分が分析されてくる（図９
がノイズ成分の無い周波数分析結果を示している。）。
このノイズ成分は信号の状態によっては実際の振動成分
より大きい場合もあり、振動計測結果の認識が困難とな
るがある。従って、本発明は、回転機翼の非接触振動計
測に際し、ノイズ成分があってもこれに妨げられずに計
測振動成分を正確に認識できる 回転機翼の非接触振動
計測装置の計測信号処理方法を提供することを課題とす
る。
置の計測センサからの計測信号が良好でなかったり、或
いは前述のように半円周計測信号から展開して全円周信
号を作成した場合に図７に示すように計測信号２６と作
成信号２８との結合部に不連続部２４が発生したりする
場合がある。このような不連続部等のある振動波形の周
波数分析を行うと、図８に示すように本来存在する信号
成分とは別に多くのノイズ成分が分析されてくる（図９
がノイズ成分の無い周波数分析結果を示している。）。
このノイズ成分は信号の状態によっては実際の振動成分
より大きい場合もあり、振動計測結果の認識が困難とな
るがある。従って、本発明は、回転機翼の非接触振動計
測に際し、ノイズ成分があってもこれに妨げられずに計
測振動成分を正確に認識できる 回転機翼の非接触振動
計測装置の計測信号処理方法を提供することを課題とす
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】如上の課題を解決するた
め、本発明によれば、回転機翼の外周に臨んで円周状に
配設される複数の振動計測センサと、この振動計測セン
サの出力信号を受け入れて処理する振動計測器とを有す
る非接触振動計測装置を使用して回転機翼の振動計測を
するに際し、複数の回転数で前記回転機翼を回転して前
記振動計測センサから振動計測データを入手し、その振
動計測データから得られる振動波形について該回転数ご
とに振動周波数分析を行い、当該回転数の整数倍の振動
成分の最大値と他のハーモニック成分値を比較して、前
記最大値の３０〜７０％以上の成分値が１個以上あれば
その振動計測データを除外し、該最大値の３０〜７０％
以上の成分値が無いときの該最大値のみを振動信号と認
識して処理する。
め、本発明によれば、回転機翼の外周に臨んで円周状に
配設される複数の振動計測センサと、この振動計測セン
サの出力信号を受け入れて処理する振動計測器とを有す
る非接触振動計測装置を使用して回転機翼の振動計測を
するに際し、複数の回転数で前記回転機翼を回転して前
記振動計測センサから振動計測データを入手し、その振
動計測データから得られる振動波形について該回転数ご
とに振動周波数分析を行い、当該回転数の整数倍の振動
成分の最大値と他のハーモニック成分値を比較して、前
記最大値の３０〜７０％以上の成分値が１個以上あれば
その振動計測データを除外し、該最大値の３０〜７０％
以上の成分値が無いときの該最大値のみを振動信号と認
識して処理する。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して本発
明の実施形態を説明する。図１は信号処理のフローチャ
ートであるが、その計測信号は前述の図４及び図５に示
すような振動計測センサが半円周配置された回転機翼の
非接触振動計測装置の振動計測センサから得られる。図
１を参照するに第１ステップ３１において、前述の半周
の計測信号のデータから半周の振動波形信号を作成しす
る。更に前述の計測信号を平行移動して作成した作成信
号を用い、全周の振動波形を作成する。第２ステップ３
３において、全周の振動波形信号を周波数分析する。次
に第３ステップ３５において、最大値と各ハーモニック
成分値とを比較する。この比較の結果、最大値に対し、
３０〜７０％以上の成分値が１個以上あれば第４ステッ
プ３７において除外する。即ち振動分析に使用しない。
もしそうでなければ、その振動計測信号をキャンベルダ
イヤグラム作成工程３９に送り、キャンベルダイヤグラ
ムを作成する。以上の工程の信号処理を振動計測の回転
数毎に繰り返して行う。図２にこのようにして作成され
たキャンベルダイヤグラムを示している。図２中におい
て、符号b1，b2で示すように翼の振動成分が明確に現れ
ている。前述の本発明の信号処理を施さないで作成した
キャンベルダイヤグラムを図３に示す。全域にわたり、
ノイズ成分が現れていて、本来の振動の成分が認識でき
ない。
明の実施形態を説明する。図１は信号処理のフローチャ
ートであるが、その計測信号は前述の図４及び図５に示
すような振動計測センサが半円周配置された回転機翼の
非接触振動計測装置の振動計測センサから得られる。図
１を参照するに第１ステップ３１において、前述の半周
の計測信号のデータから半周の振動波形信号を作成しす
る。更に前述の計測信号を平行移動して作成した作成信
号を用い、全周の振動波形を作成する。第２ステップ３
３において、全周の振動波形信号を周波数分析する。次
に第３ステップ３５において、最大値と各ハーモニック
成分値とを比較する。この比較の結果、最大値に対し、
３０〜７０％以上の成分値が１個以上あれば第４ステッ
プ３７において除外する。即ち振動分析に使用しない。
もしそうでなければ、その振動計測信号をキャンベルダ
イヤグラム作成工程３９に送り、キャンベルダイヤグラ
ムを作成する。以上の工程の信号処理を振動計測の回転
数毎に繰り返して行う。図２にこのようにして作成され
たキャンベルダイヤグラムを示している。図２中におい
て、符号b1，b2で示すように翼の振動成分が明確に現れ
ている。前述の本発明の信号処理を施さないで作成した
キャンベルダイヤグラムを図３に示す。全域にわたり、
ノイズ成分が現れていて、本来の振動の成分が認識でき
ない。
【０００６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
回転機翼の振動計測に際し、計測信号の周波数分析を行
い、ノイズによる異常状態があればこれを振動認識のデ
ータから除外するので、信号ノイズに妨げられずに振動
認識を行うことができる。
回転機翼の振動計測に際し、計測信号の周波数分析を行
い、ノイズによる異常状態があればこれを振動認識のデ
ータから除外するので、信号ノイズに妨げられずに振動
認識を行うことができる。
【図１】本発明の実施形態の要部を示すフローチャート
である。
である。
【図２】前記実施形態における信号処理結果を示すグラ
フである。
フである。
【図３】本発明の信号処理を施さないときの信号処理結
果を示すグラフである。
果を示すグラフである。
【図４】回転機翼の非接触振動計測を行う場合の振動計
測センサの配置を示す概念図である。
測センサの配置を示す概念図である。
【図５】回転機翼の非接触振動計測を行う場合の振動計
測センサの他の配置を示す概念図である。
測センサの他の配置を示す概念図である。
【図６】回転機翼の非接触振動計測を行う場合の半周配
置の振動計測センサからの信号を用いて全周の振動波形
を求める概念図である。
置の振動計測センサからの信号を用いて全周の振動波形
を求める概念図である。
【図７】半周配置の振動計測センサからの信号を用いて
求めた全周の振動波形信号の一例を示す概念図である。
求めた全周の振動波形信号の一例を示す概念図である。
【図８】計測振動信号の周波数分析結果の一例を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図９】計測振動信号の周波数分析結果の他の例を示す
グラフである。
グラフである。
１ ロータ ３ 回転翼 ７ 計測センサ ９ センサ治具 １１ ロータ １３ 回転翼 １５ ケーシング １７ 計測センサ １９ 光ファイバ ２１ レーザ発振器 ２３ 光電変換器 ２５ 振動計測器 ２６，２７ 計測信号 ２８、２９ 作成信号 b1，b2 振動成分
Claims (1)
- 【請求項１】 回転機翼の外周に臨んで円周状に配設さ
れる複数の振動計測センサと、同振動計測センサの出力
信号を受け入れて処理する振動計測器とを有する非接触
振動計測装置を使用する回転機翼の振動計測において、
複数の回転数で前記回転機翼を回転して前記振動計測セ
ンサから振動計測データを入手し、前記振動計測データ
から得られる振動波形について該回転数ごとに振動周波
数分析を行い、当該回転数の整数倍の振動成分の最大値
と他のハーモニック成分値を比較して、前記最大値の３
０〜７０％以上の成分値が１個以上あればその振動計測
データを除外し、該最大値の３０〜７０％以上の成分値
が無いときの該最大値のみを振動信号と認識して処理す
ることを特徴とする回転機翼の非接触振動計測装置の計
測信号処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16405197A JPH1114446A (ja) | 1997-06-20 | 1997-06-20 | 回転機翼の非接触振動計測装置の計測信号処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16405197A JPH1114446A (ja) | 1997-06-20 | 1997-06-20 | 回転機翼の非接触振動計測装置の計測信号処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1114446A true JPH1114446A (ja) | 1999-01-22 |
Family
ID=15785870
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16405197A Withdrawn JPH1114446A (ja) | 1997-06-20 | 1997-06-20 | 回転機翼の非接触振動計測装置の計測信号処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1114446A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013079850A (ja) * | 2011-10-03 | 2013-05-02 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | 回転機械の部品摩耗検出方法、及び回転機械の部品摩耗検出装置 |
| CN104215454A (zh) * | 2014-09-19 | 2014-12-17 | 武汉理工大学 | 一种汽车后桥主减速器噪音性能测试方法 |
| JP2015114141A (ja) * | 2013-12-10 | 2015-06-22 | 三菱重工業株式会社 | 回転翼の振動計測装置及び振動計測方法 |
| US12092511B2 (en) | 2017-05-31 | 2024-09-17 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Blade vibration monitoring device, blade vibration monitoring system, moving blade, and rotary machine |
-
1997
- 1997-06-20 JP JP16405197A patent/JPH1114446A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013079850A (ja) * | 2011-10-03 | 2013-05-02 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | 回転機械の部品摩耗検出方法、及び回転機械の部品摩耗検出装置 |
| JP2015114141A (ja) * | 2013-12-10 | 2015-06-22 | 三菱重工業株式会社 | 回転翼の振動計測装置及び振動計測方法 |
| CN104215454A (zh) * | 2014-09-19 | 2014-12-17 | 武汉理工大学 | 一种汽车后桥主减速器噪音性能测试方法 |
| US12092511B2 (en) | 2017-05-31 | 2024-09-17 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Blade vibration monitoring device, blade vibration monitoring system, moving blade, and rotary machine |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040907 |