JPS5855824A

JPS5855824A - 振動監視装置

Info

Publication number: JPS5855824A
Application number: JP15598181A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Takahata; 和夫高畑
Original assignee: Toshiba Corp; Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1981-09-30
Filing date: 1981-09-30
Publication date: 1983-04-02

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は異常振動を監視する装置に係り、特に始動過程
での振動が定常運転過程の振動より大きい機器の振動監
視に好適な振動監視装置に関する。

一般に回転機器はそれ自体の構造またはこの回転機器に
繋がれる食菌の構造によって特有な周波数で撮動する。

この振動は機器の始動過程で最も大〜く、やがて定常運
転状態に移行するに従って小さくなり、定常ｉν転中は
ほぼ一定の値に落ちつくことが知られている。

これらの振動は回転機器自体は勿論のこと、これに繋が
るや荷に対しても劣化や損傷の原因になると同時に、劣
化や損傷が発生するとより大きく振動１、て予期しない
危険な事態を招くことがある。

これらの事態を未然に防止するためＫｍ器の振動な検出
し、この検出値が異常振動レベルを却えたことで機器を
自動停止させるか、あるいは、監視ＩＩＫ異常を警告す
る振動監視装置が用いられる。

ところで１機器の振動を測定する場合には振幅。

周波数および加速変の王者が問題になるが、ここでは、
これらを含めて振動値として以下説明する。

第１図はポンプ駆動用モー！の停止時を含めてその始動
時から定常運転過程でのモータ軸受部処おける振動値の
変化を示した図で、モータの停止中は周囲振動に等しく
極めて低い振動値ｖＯで振動するが、モータを始動する
とともＫこの振動値が急激に大きくなり、時刻ｔ１で最
大振動値ｖｍを示し、それ以降は比較的緩やかに降下し
時刻１．でモータが定格回転数に落ち着くと定常の振動
値ｖｎｋなり、モータの定常運転中はほぼこの振動値ｖ
ｎに保たれる。

この上うＫ、回転機器の始動過程で振動値が極めて大永
くなるのは回転機器の各部に加速度が作用するためであ
る。

第２図は従来の振動監視装置の構成を示すブロック図で
、％に振動監視を要する部分に発生する特有な周波数域
の振動振幅を監視するものであり、被監視機ａｌには振
動検出器コが叡付けられ、機器振動を電気信号に肇換し
た振動信号コムを出力する。この振動信号コＡは前置増
幅器ｊＫ入力され、ここでインピーダンス整合が行なわ
れた振動信号３ムが振動監視装置の本体２０に取込まれ
る。

この振動監視装置の本体にでは振動信号３ムを増幅器１
ｃよって所望のレベルに増幅し、この増幅信号≠Ａをフ
ィルタ！に加えて、ここで振動監視を要する部分に発生
する特有な周波数の振動信号ｊＡを取り出す、この振動
信号！Ａは整流器乙によって整流され、直流の振動値信
号ｊＡＫ変換される。

次に、この振動値信号６Ａは、異常振動警報レベルを設
定するレベル設定器ｒの警報レベル信号、ｊＡとともに
比較器７に入力される。この比較器７はこれらの信号レ
ベルを比較して、振動値信号６Ａが警報レベル信号ｊＡ
を超えたことで異常振動警報信号７Ａを出力する。

かくして、この異常振動警報信号７１に基いて被監視機
器／を自動停止させたり、監視員に異常を警告したりす
る。

斯かる従来の振動監視装置にあっては、機器の定常運転
中の異常振動を対象としており、しだがって、レベル設
定器ｔは第１図に示された定常の振動値Ｖｎ　Ｋ対応す
る値よりも僅かに高いレベルの信号を出力するように固
定されている。このことは、定常運転時に比較して極め
て激しく振動する始動過程でも警報を発生することにな
るので、機器を始動させてから一定時間だけ振動監視装
置の動作をロックする方法がとられている。

したがって、機器の始動時に異常が発生し、この異常に
伴って機器が大きく振動したとしても。

定常運転時に振動が現われなければ、この異常を見逃す
ことになる。

このような機器異常は本来始動過程で最も多く発生する
ものであることを考慮すれば、レベル設定器ｔを始動購
稈における最大振動値Ｖｍに対応して設定することも考
えられるが、これでは定常運転時の異常を高感度で検出
できないことになる。

一方、レベル設定器ｒが始動過和若しくは定常運転時の
振動に対応する警報レベル信号を出力するだけでは、始
動過程から定常運転状態に移行する途中の過程における
異常振動を検出することができなかった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、機器の始動
過程および定常運転時の異常振動、ならびに、始動過程
から定常運転状態に移行する途中の過程の異常振動を高
感度で検出し得る振動監視装置の提供を目的とす。

上記目的を達成するために１本発明の振動監視装置は、
＃ｚ器の振動を検出する振動検出器と、前記機器の始動
過程での異常振動警報レベルを設定する第１のレベル設
定器と、前記機器の定常運転時の異常振動警報レベルを
設定する第コのレベル設定器と、前Ｗｒ′４１ｔ＆器の
始動過程では前記第１のレベル設定器に設定されたレベ
ルの信号を、前記機器の始ｉ＋ｒｔ溝稈から定常運転状
態に移行する過程ではランプ関数状の信号を、前記機器
の定常運転時では＠記第コのレベル設定器に設定された
大きさの信号をψ次連続的に発生する関数発生器と、前
記振動検出器の検出信号に基づく振動値信号および前ｒ
、関数発生器の信号を比較し、振動値信号が前記関数発
生器の信号よりも太永くなったことで異常振動警報信号
を発生する比較器とを具備する構成をとる。

以下、添付図面を参照して本発明の一実施例について説
明する。

第３図は本発明による振動監視装置の構成を示すブロッ
ク図で、図中、第２図と同一符号を付したものはそれぞ
れ同一または同効の要素を示し。

これら以外の１０は機器の周囲振動値Ｖ（、よりも大き
く、定常運転時の振動信頼よ）も小さい振動値ｖｌｋ対
応したレベルの始動検出信号１０ムを発生する始動時検
出設定器、　／／は整流ｌｓ６の出力である振動値信号
６Ａと始動時検出信号を比較し。

前者が後者より大きくなったことで始動信号／／ムを出
力する比較器、／コはタイマ、１３け機器の始動過程で
の異常振動警報レベルを設定するレベル設定器、　／４
’は機器の定常運転時の異常振動警報レベルを設定する
レベル設定器、／３はタイマ／２の信号／コＡＫ基いて
信号回路を切替え、レベル設定器１３および／４’の何
れか一方の信号を送出する切替器。

１６はステップ状に変化する信号に対してこれをランプ
関数状の連続（ｇ号に変換するとともに、入力信号レベ
ルの減少に対しては緩勾配に、入力信号レベルの増加に
対しては急勾配の連続信号を発生する関数発生器をそれ
ぞれ示す。

上記の如く構成された本発明の振動監視装置の作用を第
ｑ図をも参照して以下に説明する。

先ず、振動検出器コによって検出された被監神。

機器／の振動信号は上述した如く前置増幅器３゜増幅器
μ、フィルタ！および整流回路ｔを経て直流の振動値信
号ｊＡに変換され、これが比較器７に入力される一方、
比較器／／にも入力される。ここで、比較器／／は振動
値信号６Ａと、始動時検出り設定器ＩＯの信号ＩＯＡとを比較し、前者が後者、１沃
きくなったことで始動信号／／Ａを出力する。すなわち
、機器の始動に伴って振動値信号４Ａが増大するので、
周囲振動値ｖＯと定常運転時の振動値ｖＮとの間の振動
値Ｖ’Ｑに対応して設定された信号／ＤＡを紹えたこと
で機器の始動を検出している。

次忙、タイマーＪは始動信号／／Ａを受けて作動し、所
定の時間を杆過後に切替信号／２Ａを出力する。

この切替信号ｌコムを出力するＩイミ／グは第参図にも
示したようＫｍ器の始動過程において振動値Ｖが最大と
なる時刻よりも僅かに遅れた時刻！、に選ばれている。

次いで、切替器１５は、タイマｌコの切替信号ｌコムが
加えられるまで、レベル設定器／３の信号すなわち始動
過程での警報レベル信号を発生し、タイｉｌ：１の切替
信号が加えられた瞬間に信号回路を切替えて、これ以後
レベル設定器／４１’の信号すなわち定常運転時の警報
レベル信号を発生する６次に、関数発生器／Ａは切替器
を介して入力されるステップ状に変化する信号をランプ
関数状の変化に１き換えた連続信号／４Ａを出力する。

ただし、レベル設定器１３の信号が加えられた後でレベ
ル設定器ＩＱの信号が加えられた場合には、入力信号レ
ベルが減少方向にあるので比較的緩やかな勾配を持つこ
とになる。このような勾配は第１図のＢＫ示した如く機
器の振動値Ｖが始動過程から定常運転状態に移行する過
程の振動値Ｖの変化に追随するように決定されている。

かくして、機器が定常運転状態に移行した以後はレベル
設定器／弘に設定された警報レベル信号を発生し続ける
。

一方、被監袂機器ｌの運転を停止した場合には、整流器
ｔの出力である振動値信号ｔムが急速に小さくなり、こ
の信号ｔムが始動時検出設定器１０の信号１０ムよりも
小さくなった時点で比較器ｌ／の始動信号／／Ａがなく
なってタイマｌコの動作状態を解除する。従って切替器
／Ｓはレベル設定器１３の信号を出力し、関数発生器／
ｌもまた高レベルの信号を発生する。ただし、関数発生
器／Ａに加えられる信号の増加に対しては急勾配の連続
信号を発生することになる。

この結果、函数発生器／ｌは第参図中の曲線Ｓで示され
た如く、機器の停止時を含めて、振動値Ｖが始動過程で
最大となる時刻よ快も僅かに遅れた時刻Ｔ、まで高レベ
ルの信号８．を出力し、この時＊＋’ｒｔから定常運転
状態になる時刻Ｔ、までは機器の振動特性に見合うラン
プ関数状の信号を、定常運転時は低レベルの信号ｓ１を
、さらに１機器が停止すると再び高レベルの信号８．を
それぞれ連続的に出力する。

ここで、比較器７は、前述の振動値信号４ムと関数発生
器／１の警報レベル信号／１ムとを比較し、振動値信号
４Ａが警報レベル信号／４Ａを超えたことで警報信号７
ムを発生する。

なお、この実施例では機器の周囲振動値ｖ１１よりも大
きく、定常運転時の振動値ＶＷよ〕も小い振動値ＶＳに
対応したレベルの始動検出信号１０ムが振動値信号４Ａ
より大きくなった時刻を以って機器の始動時としたが、
始動時検出設定器１０および比較器／／を除去し、被監
視機器／を駆動する制御回路または電源回路の機器始動
信号によって直接タイマ１２を動作せしめてもよい。た
だし、振動監視装置の本体Ｘ内に始動時検出設定器１０
を設けたために、振動検出器コを被監視機器／に据付け
るだけでこれ以外の余分な配線を必要とせず、振動監視
が極めて単純忙なる。

また、関数発生器はレベルのｔ化時に直線的に変化する
ものについて説明したが、これに隈らず例えば−次遅れ
系の曲線を採用してもよく、要は機器の振動特性に見合
ってランプ関数状に変化するものであればよい。

さらＫまた、切替器１ｓｒｔｃ加えられる切替信号ｌコ
ムは、機器の始動信号に限らず１機器の負荷の変化を検
出したものでもよく、あるいは機器の始動時および負荷
変化時のそれぞれに対応する複数の警報レベル設定器を
用いて、これらを順次切替えるようＫしてもよい、この
場合には機器の振動特性に合わせて関数発生器／Ａの変
化率を、増、減両方向に調整できるものが最適である。

以上の説明によって明らかな如く１本発明の振動監視装
置によれば、機器の始動過程および定常運転時の異常振
動、ならびに、始動違和から定常運転吠態に移行する途
中の過程の異常振動を高感度で検出し得、これによって
、機器の重大な損傷を未然に防止することがで々る。

【図面の簡単な説明】

第１図は汎用モータの振動特性図、第２図は従来の振動
監視装置の構成を示す／ロック図、第Ｊ図は本発明忙よ
る振動監視装置の一実施例の構成を示すブロック図、第
Ｖ図は同実施例の作用を説明するためにモータの振動特
性に合ゎせて振動警報レベルの変化を示しタイムチャー
トである。ハ・・被監視機器、コ・・・振動検出器、３・・・前置
増幅器、ダ・・・増幅器、ｊ・・・フィルタ、ぶ・・・
整流器。７、／／・・・比較器、１０・・・始動時検出設定器、
ｌコ・・・タイマ、／Ｊ　、　／４Ｉ・・・レベル設定
器、／３・・・切替器、／ト・・関数発生器、Ｘ・・・
振動監視装置の本体。出願人代理人　　猪　　股　　　　　清躬　Ｉ　図時間

Claims

【特許請求の範囲】

機器の振動を検出する振動検出器と、前記機器の始動過
程での異常振動警報レベルを設定する第１のレベル設定
器と、前記機器の定常運転時の異常振動警報レベルを設
定する第コのレベル設定器と、前記機器の始動過程では
前記第１のレベル設定器に設定されたレベルの信号を、
前記機器の始動過程から定常運転状態に移行する避程で
はランプ関数状の信号を、前ｔ！榛器の定常運転時では
前記第コのレベル設定器に＃宇されたレベルの信号を早
成連続的に発生する関数発生器と、前記振動検出器の検
出信号に基づく振動値信号および前記関数発生器の出力
を比較し、前記振動値信号が前Ｖ、関数発生器の出力よ
りも大きくなったことを条件に異常振動警１／Ｉ４信号
を発生する比較器とを具備したことを特徴とする振動監
視装置。