JPH11248528A - Abnormal vibration detecting apparatus - Google Patents

Abnormal vibration detecting apparatus

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Publication number
JPH11248528A
JPH11248528A JP6610898A JP6610898A JPH11248528A JP H11248528 A JPH11248528 A JP H11248528A JP 6610898 A JP6610898 A JP 6610898A JP 6610898 A JP6610898 A JP 6610898A JP H11248528 A JPH11248528 A JP H11248528A
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JP
Japan
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band
vibration
output
mode
pass filter
Prior art date
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JP6610898A
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Japanese (ja)
Inventor
Ui Tada
有為 多田
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Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a general purpose abnormal vibration detecting apparatus at a low cost which performs vibration analysis of sufficiently high quality. SOLUTION: This apparatus is provided with a vibration sensor 1 outputting a signal corresponding to vibration acceleration, a plurality of bandpass filters BPF1-BPFn different in pass band which receive an output of the sensor 1 as the respective inputs, and a processor 5 which takes in the outputs of BPF1- BPFn and performs operation process. In the state that the vibration of a normal mode is applied to the sensor 1 from an object, an initially set mode is executed. In this mode, the processor 5 analyzes outputs of BPF1-FPFn, and sets an abnormality judgment condition for each band. After the initially set mode is executed, an abnormality judgment mode is executed. In this mode, the processor S judges normality/abnormality for each band by making the outputs of BPF1-BPFn refer to the abnormality judgment condition for each band, and generates an abnormal vibration detecting signal on the basis of the judgment results.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、モータやエンジン
などの各種の機械を対象としてその異常振動を検出する
ための装置に関し、特に、できるだけ安価な装置ででき
るだけ高性能な振動分析を行うための技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for detecting abnormal vibrations of various machines such as motors and engines, and more particularly to an apparatus for performing vibration analysis of as high a performance as possible with a device as inexpensive as possible. About technology.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の異常振動検出装置は、監視しよ
うとする対象機械に振動センサを取り付け、センサ出力
を電気的に分析処理することで、正常範囲内の振動か、
その範囲を超えた異常振動かを判定する。対象が決まっ
ているのであれば、その振動形態も特定されるので、ご
く簡単な振動センサとレベル弁別回路で目的は達成でき
る。
2. Description of the Related Art An abnormal vibration detecting device of this type is equipped with a vibration sensor on a target machine to be monitored, and electrically analyzes and processes the sensor output to determine whether the vibration is within a normal range.
It is determined whether the abnormal vibration exceeds the range. If the target is determined, the vibration form is also specified, so that the object can be achieved with a very simple vibration sensor and level discriminating circuit.

【0003】しかし対象が特定されていない汎用タイプ
の異常振動検出装置を構成するには、対象の振動を複数
の周波数帯域に分けて詳しく分析する機能や、どのよう
な振動モードを正常ととらえ、それに対して異常判定条
件を適切に設定する機能など、相当に高度な情報処理能
力が必要となる。
However, in order to construct a general-purpose abnormal vibration detecting device whose target is not specified, a function of analyzing the target vibration into a plurality of frequency bands in detail and a vibration mode which is considered normal, On the other hand, a considerably high information processing capability such as a function of appropriately setting an abnormality determination condition is required.

【0004】特開平6−229818号公報には高機能
タイプの次のような異常音検査装置が開示されている。
すなわち、対象の振動をセンサでピックアップし、セン
サ出力を通過帯域の異なる複数の帯域通過フィルタで帯
域分解する。そして各帯域通過フィルタの出力をコンピ
ュータに取り込み、アナログ/デジタル変換し、高速フ
ーリエ変換して振動を分析し、各周波数成分ごとに細か
くレベル弁別することで異常振動を検出する。
Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-229818 discloses the following high-performance type abnormal sound inspection apparatus.
That is, a target vibration is picked up by a sensor, and the output of the sensor is band-decomposed by a plurality of band-pass filters having different pass bands. Then, the output of each band-pass filter is taken into a computer, subjected to analog / digital conversion, fast Fourier-transformed and analyzed for vibration, and abnormal vibration is detected by finely discriminating the level of each frequency component.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来の装置(特開平6
−229818号)においては、高速フーリエ変換を行
うために高性能なコンピュータ(DSP:デジタルシグ
ナルプロセッサ)が必要であり、製品価格がきわめて高
くなってしまう。
A conventional apparatus (Japanese Patent Laid-Open No.
-229818), a high-performance computer (DSP: digital signal processor) is required to perform the fast Fourier transform, and the product price becomes extremely high.

【0006】本発明は、上記した背景に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、上記した問題を解決
し、十分に高性能な振動分析を行う汎用タイプの異常振
動検出装置をできるだけ安価に実現することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above background, and has as its object to solve the above-mentioned problems and to provide a general-purpose abnormal vibration detecting device which performs sufficiently high-performance vibration analysis. It is to be realized at low cost.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明の基本となる異常振動検出装置は次の要
件(1),(2),(3)を備えるように構成した(請
求項1)。 (1)振動加速度に対応した信号を出力する振動センサ
と、この振動センサの出力を入力とする通過帯域の異な
る複数の帯域通過フィルタと、各帯域通過フィルタの出
力を取り込んで演算処理するプロセッサ(実施の形態で
は、「マイコン5」に対応する)とを有する。 (2)対象から前記振動センサに正常モードの振動を加
えた状態にて初期設定モードを実行する。この初期設定
モードでは、前記プロセッサは、各帯域通過フィルタの
出力レベルに基づいて各帯域ごとの異常判定条件を設定
する。 (3)初期設定モードの実行後に異常判定モードを実行
する。このモードでは前記プロセッサは、少なくとも1
つの帯域通過フィルタの出力に基づいて、その選択した
帯域に設定された前記異常判定条件と照らすことで正常
/異常を判定し、それらの判定結果に従って異常振動検
出信号を発生する。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above-mentioned object, an abnormal vibration detecting device which is the basis of the present invention is configured to have the following requirements (1), (2) and (3) ( Claim 1). (1) A vibration sensor that outputs a signal corresponding to the vibration acceleration, a plurality of band-pass filters having different pass bands to which the output of the vibration sensor is input, and a processor that takes in the output of each band-pass filter and performs arithmetic processing In the embodiment, it corresponds to “microcomputer 5”). (2) The initial setting mode is executed in a state where the vibration in the normal mode is applied from the target to the vibration sensor. In the initial setting mode, the processor sets an abnormality determination condition for each band based on the output level of each band pass filter. (3) Execute the abnormality determination mode after executing the initial setting mode. In this mode, the processor has at least one
Based on the outputs of the two band-pass filters, normal / abnormal is determined by illuminating the abnormality determination condition set for the selected band, and an abnormal vibration detection signal is generated according to the determination results.

【0008】そして、好ましくは前記異常判定条件は、
前記帯域通過フィルタの出力をレベル弁別するための上
限しきい値と下限しきい値とし、帯域ごとに異なるよう
に設定するように構成することである(請求項2)。こ
の発明は第1の実施の形態により実現されている。
[0008] Preferably, the abnormality determination condition is:
The output of the band-pass filter is set as an upper threshold value and a lower threshold value for level discrimination, and is set to be different for each band (claim 2). The present invention is realized by the first embodiment.

【0009】また、前記初期設定モードにおいて、各帯
域通過フィルタの出力レベルに基づいて、各帯域ごとの
ゲインを個別に設定することにより、前記プロセッサに
与えられる各帯域の出力レベルを正規化する機能を設け
てもよい(請求項3)。ここで、帯域ごとのゲインを設
定する手法としては、バンドパスフィルタのに入力信号
に対してゲインを調整する方法(第2の実施の形態で示
す手法)と、バンドパスフィルタの出力信号に対してゲ
イン調整をする方法がある。
In the initial setting mode, the gain of each band is individually set based on the output level of each band-pass filter, thereby normalizing the output level of each band provided to the processor. May be provided (claim 3). Here, as a method of setting the gain for each band, a method of adjusting the gain for the input signal of the band-pass filter (the method described in the second embodiment) and a method of adjusting the gain of the output signal of the band-pass filter Gain adjustment.

【0010】すなわち、周波数領域を複数の帯域に分
け、各帯域ごとの出力レベルに基づいて初期設定モード
を実行して学習し、異常判定条件を設定する。これによ
り、各帯域では信号の出力レベルに基づく判定を行うた
め、簡単かつ高速に処理することができ、しかも、各帯
域ごとに判定するので、全体としては、FFTを使った
ものに近い検出効果が期待できる。
That is, the frequency domain is divided into a plurality of bands, an initial setting mode is executed and learning is performed based on the output level of each band, and abnormality determination conditions are set. As a result, in each band, the determination is made based on the output level of the signal, so that the processing can be performed easily and at high speed. In addition, since the determination is performed for each band, the detection effect as a whole is similar to that using FFT. Can be expected.

【0011】さらにまた、上記した各発明を前提とし、
前記初期設定モードは、得られた各帯域通過フィルタの
出力レベルに基づいて、特定の帯域通過フィルタの出力
は正常/異常の判定に使用しないことの決定を行う機能
を備えるように構成するとよい(請求項4)。
Further, on the premise of each of the above-mentioned inventions,
The initial setting mode may be configured to have a function of determining that the output of a specific band-pass filter is not used for determination of normal / abnormal based on the obtained output level of each band-pass filter ( Claim 4).

【0012】すなわち、正常状態であっても帯域によっ
ては出力レベルが低すぎたり逆に高すぎたりするものが
ある。係る場合に、無条件ですべての帯域に基づいて判
断すると誤判定しやすくなるおそれがある。そこで、判
定条件として不適切な帯域は使用しないようにすること
により、信頼性が向上する。
That is, even in the normal state, the output level may be too low or too high depending on the band. In such a case, if the determination is made unconditionally based on all bands, erroneous determination may be likely to occur. Therefore, reliability is improved by not using an inappropriate band as a determination condition.

【0013】さらにまた、上記した各発明を前提とし、
前記プロセッサにより各帯域通過フィルタの出力の取り
込みと分析処理を、前記対象の動作に応じて一定期間実
行し、それ以外の期間は無効とするようにした機能をさ
らに備えるとよい(請求項5)。
Further, on the premise of each of the above-mentioned inventions,
It is preferable that the processor further has a function of executing the capture of the output of each band-pass filter and the analysis processing for a certain period in accordance with the operation of the target, and disabling the other periods (claim 5). .

【0014】すなわち、対象によっては常時動作してお
らず、正常モードの振動を発生しないものもある。係る
場合に、請求項5のようにすることにより、正常な振動
を節制しているであろう期間に基づいて学習処理をした
り、異状の有無の判定処理をするようにすると、精度の
よい判定処理が行える。そして、具体的に一定期間実行
する際の動作開始タイミングは、例えば、対象の装置類
の駆動を制御する制御手段が存在する場合には、その制
御手段からトリガ信号(外部トリガ)を受け取り、その
トリガ信号受信後一定期間処理を実行するようにすれば
よい。また、そのように外部トリガを受け取れない場合
には、例えば振動レベルを監視し、一定のレベル以上の
振動が出力された場合にそれに基づいて一定期間処理を
実行するようにすることもできる。
That is, some objects do not always operate and do not generate vibration in the normal mode. In such a case, by performing the learning process based on the period in which the normal vibration is likely to be suppressed or performing the process of determining the presence or absence of abnormalities, it is highly accurate. A determination process can be performed. Specifically, the operation start timing at the time of executing for a certain period of time is determined, for example, by receiving a trigger signal (external trigger) from the control unit when there is a control unit for controlling the drive of the target device. The processing may be performed for a certain period after receiving the trigger signal. Further, when the external trigger cannot be received, for example, the vibration level may be monitored, and when a vibration of a certain level or more is output, the process may be executed for a certain period based on the output.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の第1の実施の形
態による異常振動検出装置の回路構成の概略を示してい
る。同図に示すように、振動センサ1は、対象(モータ
や各種の装置等の異常振動の有無を監視する対象)に取
り付けられて振動加速度に対応した信号を出力する。こ
のセンサ出力はプリアンプ2を経て通過帯域の異なる複
数の帯域通過フィルタBPF1〜BPFnに並列に入力
される。各BPFi(i=1〜n)の出力はマルチプレ
クサ3を介して選択的にA/D変換器4に入力され、こ
こでデジタル変換された信号がマイコン5に取り込まれ
る。マイコン5には、ユーザインタフェース用の操作部
6とメモリ7が付帯している。
FIG. 1 schematically shows a circuit configuration of an abnormal vibration detecting apparatus according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the vibration sensor 1 is attached to a target (a target for monitoring the presence or absence of abnormal vibration of a motor, various devices, and the like) and outputs a signal corresponding to a vibration acceleration. This sensor output is input in parallel to a plurality of bandpass filters BPF1 to BPFn having different passbands via the preamplifier 2. The output of each BPFi (i = 1 to n) is selectively input to the A / D converter 4 via the multiplexer 3, and the digitally converted signal is taken into the microcomputer 5. The microcomputer 5 is provided with an operation unit 6 for user interface and a memory 7.

【0016】振動センサ1を具体的な対象に取り付け
て、対象が正常モードで振動している状態で、操作部6
からの指令によりマイコン5に初期設定モードを実行さ
せる。初期設定モードでは、マイコン5は、マルチプレ
クサ3を順次切り替えて、各帯域通過フィルタBPFi
の出力のデジタル値を順次取り込んで、各帯域ごとの振
動レベルを分析する。初期設定モードで分析した対象振
動の周波数特性の一例を図2に示している。マイコン5
は、分析した周波数特性に基づいて各帯域ごとの異常判
定条件を設定する。
When the vibration sensor 1 is attached to a specific object, and the object is vibrating in the normal mode, the operation unit 6
Causes the microcomputer 5 to execute the initial setting mode in response to a command from the microcomputer 5. In the initial setting mode, the microcomputer 5 sequentially switches the multiplexers 3 so that each band-pass filter BPFi
The digital value of the output of the above is sequentially taken in, and the vibration level of each band is analyzed. FIG. 2 shows an example of the frequency characteristic of the target vibration analyzed in the initial setting mode. Microcomputer 5
Sets an abnormality determination condition for each band based on the analyzed frequency characteristics.

【0017】具体的には次のように各帯域ごとの異常判
定条件を設定する。図2に示すように、帯域通過フィル
タBPFiの出力レベルのピーク値をPiとすると、そ
の帯域における異常判定の上限しきい値AiをAi=P
i×2に設定するとともに、下限しきい値BiをBi=
Pi÷2に設定する。
Specifically, the abnormality determination condition for each band is set as follows. As shown in FIG. 2, when the peak value of the output level of the band-pass filter BPFi is Pi, the upper limit threshold value Ai for abnormality determination in that band is Ai = P
i × 2, and the lower threshold value Bi is set to Bi =
Set Pi ÷ 2.

【0018】各帯域ごとの上限しきい値Aiと下限しき
い値Biの設定を終了したならば、自動的に異常判定モ
ードに移行する。異常判定モードでは、マイコン5は、
マルチプレクサ3を順次切り替えて、各帯域通過フィル
タBPFiの出力のデジタル値を順次取り込んで、各帯
域ごとの振動レベルXiが上限しきい値Aiと下限しき
い値Biの範囲に収まっているか否かを判定する。そし
て、どれか1つの帯域において振動レベルがしきい値範
囲を外れた場合に、異常振動の検出信号を出力する。な
お、所定の複数の帯域において同時に振動レベルがしき
い値範囲を外れた場合を異常振動とするなど、他の実施
の形態も考えられる。
When the setting of the upper threshold value Ai and the lower threshold value Bi for each band is completed, the mode automatically shifts to the abnormality determination mode. In the abnormality determination mode, the microcomputer 5
By sequentially switching the multiplexer 3, the digital value of the output of each band-pass filter BPFi is sequentially taken in, and it is determined whether or not the vibration level Xi for each band falls within the range between the upper threshold value Ai and the lower threshold value Bi. judge. Then, when the vibration level is out of the threshold range in any one band, an abnormal vibration detection signal is output. Note that other embodiments are also conceivable, such as abnormal vibration when the vibration level is out of the threshold range simultaneously in a plurality of predetermined bands.

【0019】図3は、本発明の第2の実施の形態の回路
構成の概略を示している。この実施の形態では、図1の
実施の形態の機能に加えて、プリアンプ2のゲインをマ
イコン5が切替制御するようになっている。初期設定モ
ードにおいて、マイコン5は、マルチプレクサ3を順次
切り替えて、各帯域通過フィルタBPFiの出力のデジ
タル値を順次取り込んで、各帯域ごとの振動レベルを分
析するが、まずはプリアンプ2のゲインを一定に保った
状態でこの処理を行う。次に、取り込んだ各帯域ごとの
振動レベルに合わせて各帯域ごとのプリアンプ2のゲイ
ンを設定する。次に各帯域通過フィルタBPFiの出力
を取り込む際には、各帯域ごとに設定したゲイン値に基
づいてプリアンプ2のゲインを可変調整する。このよう
にすることで、各帯域通過フィルタBPFiの入力レベ
ルが正規化され、その結果、図4に示すようにレベル補
正された周波数特性を得ることができる。図4の特性図
では、BPF1、BPF2、BPF3の入力ゲインを基
本値より大きくし、マイコン5に取り込まれる各帯域の
振動レベルのピーク値をほぼ同じ大きさにしている。こ
の場合、各帯域ごとの上限しきい値Aiと下限しきい値
Biをすべて等しく設定することも可能であるが(図4
の例)、これらを適切に微細に変えて設定してももちろ
んよい。
FIG. 3 schematically shows a circuit configuration according to a second embodiment of the present invention. In this embodiment, in addition to the functions of the embodiment of FIG. 1, the microcomputer 5 switches and controls the gain of the preamplifier 2. In the initial setting mode, the microcomputer 5 sequentially switches the multiplexer 3 to sequentially capture the digital value of the output of each band-pass filter BPFi, and analyzes the vibration level for each band. First, the gain of the preamplifier 2 is kept constant. This process is performed while keeping it. Next, the gain of the preamplifier 2 for each band is set in accordance with the acquired vibration level for each band. Next, when taking in the output of each band-pass filter BPFi, the gain of the preamplifier 2 is variably adjusted based on the gain value set for each band. By doing so, the input level of each band-pass filter BPFi is normalized, and as a result, a frequency characteristic whose level has been corrected as shown in FIG. 4 can be obtained. In the characteristic diagram of FIG. 4, the input gains of the BPF1, BPF2, and BPF3 are made larger than the basic values, and the peak values of the vibration levels of the respective bands taken into the microcomputer 5 are made substantially the same. In this case, the upper threshold value Ai and the lower threshold value Bi for each band can all be set equal (FIG. 4).
Of course), and of course, they may be appropriately finely changed and set.

【0020】図3と図4に示した第2の実施の形態で
は、前記異常判定モードにおいて、前記プロセッサ5
が、対象の振動が正常範囲であることを認知しながら、
各帯域通過フィルタBPFiの出力のドリフトを分析し
て、各帯域ごとの前記異常判定条件を最適化することが
できる。
In the second embodiment shown in FIG. 3 and FIG.
Recognizes that the subject's vibration is within the normal range,
By analyzing the drift of the output of each band-pass filter BPFi, the abnormality determination condition for each band can be optimized.

【0021】すなわち、例えばプリアンプ2の増幅率が
変わると、出力が変動することがある。一例を示すと、
入力信号のレベルが1のものを増幅率が30のプリアン
プ2に与えた場合には出力が30となり、同じプリアン
プ2の増幅率を10に変えた場合に、入力信号のレベル
が3のものを与えると出力は30となるはずであるが、
実際には異なることがある。従って、増幅率に応じて補
正係数を与えておくことにより、精度のよい判定ができ
る。
That is, for example, when the amplification factor of the preamplifier 2 changes, the output may fluctuate. As an example,
When an input signal having a level of 1 is given to a preamplifier 2 having an amplification factor of 30, the output becomes 30. If you give it, the output should be 30, but
In fact it can be different. Therefore, by giving a correction coefficient in accordance with the amplification factor, accurate determination can be made.

【0022】そして、係る補正係数は、予め既知の校正
用入力信号を真値として与えたときの出力を取得し、そ
の相違から容易に求めることができ、係る補正係数のテ
ーブルを作成し、不揮発性メモリに格納しておけば、マ
イコン5が演算処理をする際にそのテーブルを参照して
自動的に補正することができる。
The correction coefficient can be easily obtained from an output obtained when a known input signal for calibration is given as a true value, and the difference can be easily obtained. If the information is stored in the memory, the microcomputer 5 can automatically correct the data by referring to the table when performing the arithmetic processing.

【0023】具体例を示すと、下記表のようになる。The following table shows a specific example.

【0024】[0024]

【表1】 そして、仕様に先立ち、各増幅率に設定した状態で校正
用信号レベルの入力を与え、その出力から補正係数を求
める。また、実際の処理を行う場合にマイコン5は、上
記した補正係数に基づく実際の値を認識し、それに基づ
いて各種の判断を行うようになる。そして、実際に記憶
する補正テーブルとしては、上記の表において増幅率と
補正係数を関連付けたものとなる。
[Table 1] Then, prior to the specification, an input of a calibration signal level is given in a state where each amplification factor is set, and a correction coefficient is obtained from the output. Further, when performing the actual processing, the microcomputer 5 recognizes an actual value based on the above-described correction coefficient, and makes various determinations based on the actual value. Then, the correction table actually stored is the one in which the amplification factor and the correction coefficient are associated with each other in the above table.

【0025】さらに、上記した例では説明の便宜上増幅
率を3段階に分けて行ったが、より細かくすることによ
り、さらに精度が向上する。また、プリアンプのみなら
ず個々のバンドパスフィルタ別に中心周波数で校正信号
を入力し、バンドパスフィルタに対する補正テーブルを
作成すると、より精度が向上する。
Further, in the above-described example, the amplification factor is divided into three stages for convenience of explanation, but the precision is further improved by making it finer. Further, if a calibration signal is input at the center frequency for each bandpass filter as well as the preamplifier and a correction table for the bandpass filter is created, the accuracy is further improved.

【0026】上記した各実施の形態では、分析した周波
数特性に基づいて各帯域ごとに設定する異常判定条件
は、いずれも実際の異常判定モードの際に有効とするも
のであったが、特定の帯域通過フィルタの出力は正常/
異常の判定に使用しないように決定する機能を付加して
もよい。すなわち、例えば初期設定モード時の取得した
振動波形の周波数特性が図5に示すようになっていると
すると、最も周波数の低いバンドパスフィルタBPF1
の帯域の振動レベルは低すぎるため、正常な範囲の設定
が不能となる(特に下限しきい値側)。同様にn番目の
バンドパスフィルタBPFnの帯域は高すぎるため、や
はり正常な範囲の設定(特に上限しきい値側)が不能と
なる。
In each of the above-described embodiments, the abnormality determination conditions set for each band based on the analyzed frequency characteristics are all effective in the actual abnormality determination mode. The output of the bandpass filter is normal /
A function of determining not to use for determination of abnormality may be added. That is, for example, assuming that the frequency characteristics of the vibration waveform acquired in the initial setting mode are as shown in FIG. 5, the band-pass filter BPF1 having the lowest frequency
Since the vibration level of the band is too low, a normal range cannot be set (particularly on the lower threshold side). Similarly, since the band of the n-th bandpass filter BPFn is too high, it is impossible to set a normal range (especially on the upper threshold side).

【0027】従って、マイコン5は、初期設定モードで
得られた検出結果に基づいて、正常範囲の上下限しきい
値が一定の範囲内で設定できるか否かを判断し、設定で
きない場合には、係るバンドパスフィルタの通過帯域
は、正常/異常の判定に使用しないようにする(無効に
する)機能を付加する。これにより、その対象に適した
周波数帯域の振動を選択的に使用でき、検出結果の信頼
性が向上する。
Therefore, the microcomputer 5 determines whether or not the upper and lower threshold values in the normal range can be set within a certain range based on the detection result obtained in the initial setting mode. The function of making the pass band of the band-pass filter not used (disabled) for the determination of normal / abnormal is added. As a result, the vibration in the frequency band suitable for the target can be selectively used, and the reliability of the detection result is improved.

【0028】また、上記した各実施の形態及び変形例に
おいて、マイコン5は、初期設定モード及び異常判定モ
ードでの各帯域通過フィルタBPFiの出力の取り込み
と分析処理を、対象の振動の周期性に自動的に同期させ
ることができる。
In each of the above-described embodiments and modifications, the microcomputer 5 fetches and analyzes the output of each band-pass filter BPFi in the initial setting mode and the abnormality determination mode in accordance with the periodicity of the target vibration. Can be synchronized automatically.

【0029】つまり、異常の有無を監視する対象が例え
ばモータ等のように等速回転しているようなものの場合
には、振動も常時発生している。一方、対象が各種の工
作機械などの場合には、動作が間欠駆動し、振動も図7
に示すように間欠的に発生するものもある。係る場合
に、異常判定モードの動作中に、常時振動センサ1の出
力に基づいて常時正常/異常の判定を行うようにする
と、振動が小さくなる期間があるため、係る期間のとき
に振動出力が下限しきい値以下となり異常と判定してし
まうおそれがある。また、初期設定モードにおいて振動
レベルの小さいときに基づいて学習すると、全体的に上
下限しきい値が低くなるので、その後の異常判定モード
では、たとえ正常に動作している場合であっても振動レ
ベルが高くなって異常と誤判定されるおそれがある。
That is, when an object to be monitored for abnormality is rotating at a constant speed, such as a motor, vibration always occurs. On the other hand, when the target is various machine tools, the operation is intermittently driven, and the vibration is reduced as shown in FIG.
Some occur intermittently as shown in FIG. In such a case, if the normal / abnormal determination is always performed based on the output of the vibration sensor 1 during the operation of the abnormality determination mode, there is a period during which the vibration is reduced. There is a possibility that it becomes lower than the lower threshold value and is determined to be abnormal. In addition, if the learning is performed based on a small vibration level in the initial setting mode, the upper and lower thresholds become lower as a whole. There is a possibility that the level becomes high and it is erroneously determined to be abnormal.

【0030】そこで、係る装置の場合には、通常その装
置を駆動するためのトリガ信号が存在するため、そのト
リガ信号(外部トリガ)を受け取り、そのトリガ信号を
受けてから一定期間処理をするようにしている。係る処
理は、初期設定モードにおける学習処理(上下限しきい
値の設定)と、異常判定モードにおける判定処理のいず
れも該当する。なお、外部トリガを受けてから一定期間
処理する以外は、上記した各実施の形態と同様であるの
で、その詳細な説明を省略する。
Therefore, in the case of such an apparatus, since there is usually a trigger signal for driving the apparatus, the apparatus receives the trigger signal (external trigger) and performs processing for a certain period after receiving the trigger signal. I have to. Such processing corresponds to both the learning processing in the initial setting mode (setting of the upper and lower thresholds) and the determination processing in the abnormality determination mode. Except for processing for a certain period of time after receiving an external trigger, the processing is the same as in each of the above-described embodiments, and a detailed description thereof will be omitted.

【0031】一方、対象によっては上記したような外部
トリガを取得できない場合もある。係る場合には、図7
に示すように、異常振動検出装置側で内部トリガを発生
させ、その内部トリガから一定時間の間だけ、学習や異
常の有無の判定処理を行うようにしている。そして、そ
の内部トリガは、振動が一定のレベル以上になったとき
に発生するようにしている。
On the other hand, there is a case where the above-mentioned external trigger cannot be obtained depending on the object. In such a case, FIG.
As shown in (1), an internal trigger is generated on the abnormal vibration detection device side, and learning and determination processing of the presence / absence of an abnormality are performed only for a predetermined time from the internal trigger. The internal trigger is generated when the vibration exceeds a certain level.

【0032】つまり、例えば上記した各実施の形態及び
その変形例で用いた個々の狭い周波数帯域を通過させる
バンドフィルタとは別に、それらすべての周波数帯域を
通過させるようなバンドパスフィルタを用意し、その広
帯域のバンドパスフィルタの出力を監視し、その出力
(振動レベル)が一定の値以上となったのを検知し、内
部トリガを発生させることになる。また、そのように広
帯域なバンドパスフィルタを用いずに、プリアンプ2の
出力信号をそのまま監視し一定のレベル以上の振動(異
常ではない)が検出されたならば内部トリガを出力する
ようにしてもよい。さらには、仮に狭い周波数帯域であ
っても、特定の周波数帯域を通過した出力信号のレベル
に基づいて内部トリガを出力するようにしてもよい。な
お、内部トリガを用いること以外は、上記した外部トリ
ガの場合と同様であるので、その詳細な説明を省略す
る。
That is, for example, apart from the band filters that pass through individual narrow frequency bands used in each of the above-described embodiments and modifications thereof, band pass filters that pass through all of these frequency bands are prepared. The output of the broadband band-pass filter is monitored, and when the output (vibration level) of the output exceeds a predetermined value, an internal trigger is generated. Further, the output signal of the preamplifier 2 may be monitored as it is without using such a wide band pass filter, and an internal trigger may be output if a vibration (not abnormal) above a certain level is detected. Good. Furthermore, even if the frequency band is narrow, an internal trigger may be output based on the level of an output signal passing through a specific frequency band. Except for using the internal trigger, it is the same as the above-described case of the external trigger, and thus a detailed description thereof is omitted.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る異常振動検出装置は、高速フーリエ変換を行えるよう
な高級で高価なプロセッサを必要とせず、複数の帯域通
過フィルタの出力に基づいて対象振動を周波数特性を分
析して正常振動と異常振動とを的確に弁別することがで
きる。しかも、対象の正常振動を詳しく周波数分析して
から各帯域ごとの異常判定条件を自動的に設定するの
で、特定の対象だけでなく、各種の対象機械に対して利
用できる高性能で汎用性の高い異常振動検出装置とな
る。
As described above in detail, the abnormal vibration detecting apparatus according to the present invention does not require a high-grade and expensive processor capable of performing a fast Fourier transform, and is based on the outputs of a plurality of band-pass filters. By analyzing the frequency characteristics of the target vibration, normal vibration and abnormal vibration can be accurately distinguished. In addition, since the frequency of the normal vibration of the target is analyzed in detail and the abnormality judgment conditions for each band are automatically set, not only the specific target, but also a high performance and versatility that can be used for various target machines It becomes a high abnormal vibration detection device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態による異常振動検出
装置の回路ブロック図である。
FIG. 1 is a circuit block diagram of an abnormal vibration detection device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】同上第1の実施の形態における周波数分析の概
要を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing an outline of frequency analysis in the first embodiment.

【図3】本発明の第2の実施の形態による異常振動検出
装置の回路ブロック図である。
FIG. 3 is a circuit block diagram of an abnormal vibration detection device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】同上第2の実施の形態における周波数分析の概
要を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing an outline of frequency analysis in the second embodiment.

【図5】本発明の変形例の動作を説明するための周波数
分析の概要を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing an outline of frequency analysis for explaining an operation of a modification of the present invention.

【図6】本発明の変形例の動作を説明するための周波数
分析の概要を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing an outline of frequency analysis for explaining an operation of a modification of the present invention.

【図7】本発明の変形例の動作を説明するための周波数
分析の概要を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing an outline of frequency analysis for explaining an operation of a modification of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 振動センサ 2 プリアンプ BPFi(BPF1〜BPFn) 帯域通過フィルタ 3 マルチプレクサ 4 A/D変換器 5 マイコン(プロセッサ) 6 操作部 7 メモリ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vibration sensor 2 Preamplifier BPFi (BPF1-BPn) Band-pass filter 3 Multiplexer 4 A / D converter 5 Microcomputer (processor) 6 Operation part 7 Memory

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 次の要件(1),(2),(3)を備え
た異常振動検出装置。 (1)振動加速度に対応した信号を出力する振動センサ
と、この振動センサの出力を入力とする通過帯域の異な
る複数の帯域通過フィルタと、各帯域通過フィルタの出
力を取り込んで演算処理するプロセッサとを有する。 (2)対象から前記振動センサに正常モードの振動を加
えた状態にて初期設定モードを実行する。この初期設定
モードでは、前記プロセッサは、各帯域通過フィルタの
出力レベルに基づいて各帯域ごとの異常判定条件を設定
する。 (3)初期設定モードの実行後に異常判定モードを実行
する。このモードでは前記プロセッサは、少なくとも1
つの帯域通過フィルタの出力に基づいて、その選択した
帯域に設定された前記異常判定条件と照らすことで正常
/異常を判定し、それらの判定結果に従って異常振動検
出信号を発生する。
1. An abnormal vibration detecting device having the following requirements (1), (2) and (3). (1) A vibration sensor that outputs a signal corresponding to a vibration acceleration, a plurality of band-pass filters having different pass bands to which the output of the vibration sensor is input, and a processor that takes in the output of each band-pass filter and performs arithmetic processing. Having. (2) The initial setting mode is executed in a state where the vibration in the normal mode is applied from the target to the vibration sensor. In the initial setting mode, the processor sets an abnormality determination condition for each band based on the output level of each band pass filter. (3) Execute the abnormality determination mode after executing the initial setting mode. In this mode, the processor has at least one
Based on the outputs of the two band-pass filters, normal / abnormal is determined by illuminating the abnormality determination condition set for the selected band, and an abnormal vibration detection signal is generated according to the determination results.
【請求項2】 前記異常判定条件は、前記帯域通過フィ
ルタの出力をレベル弁別するための上限しきい値と下限
しきい値とし、帯域ごとに異なるように設定することを
特徴とする請求項1に記載の異常振動検出装置。
2. The abnormality determination condition according to claim 1, wherein an upper threshold value and a lower threshold value for discriminating the level of the output of the band-pass filter are set differently for each band. An abnormal vibration detection device according to item 1.
【請求項3】 前記初期設定モードにおいて、各帯域通
過フィルタの出力レベルに基づいて、各帯域ごとのゲイ
ンを個別に設定することにより、前記プロセッサに与え
られる各帯域の出力レベルを正規化する機能を設けたこ
とを特徴とする請求項1に記載の異常振動検出装置。
3. A function of normalizing an output level of each band provided to the processor by individually setting a gain for each band based on an output level of each band-pass filter in the initial setting mode. The abnormal vibration detecting device according to claim 1, further comprising:
【請求項4】 前記初期設定モードは、得られた各帯域
通過フィルタの出力レベルに基づいて、特定の帯域通過
フィルタの出力は正常/異常の判定に使用しないことの
決定を行う機能を備えた請求項1〜3のいずれか1項に
記載の異常振動検出装置。
4. The initialization mode has a function of determining, based on the obtained output level of each band-pass filter, that the output of a specific band-pass filter is not used for determining whether the output is normal or abnormal. The abnormal vibration detection device according to claim 1.
【請求項5】 前記プロセッサにより各帯域通過フィル
タの出力の取り込みと分析処理を、前記対象の動作に応
じて一定期間実行し、それ以外の期間は無効とするよう
にした機能をさらに備えた請求項1〜4のいずれか1項
に記載の異常振動検出装置。
5. The apparatus according to claim 1, further comprising a function of executing the processing of capturing and analyzing the output of each band-pass filter by the processor for a certain period in accordance with the operation of the object, and disabling the other period. Item 5. The abnormal vibration detection device according to any one of Items 1 to 4.
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