JPS61148315A - 変動量測定回路 - Google Patents

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、タービン監視装置に係り、特にターＶン発電
機の車軸−りすなわち偏心量等を測定する変動量測定装
置に関する。

〔発明の技術的背景〕

従来、ターげン発電機の車軸（回転体）の偏心量の測定
は、回転体に付属するターニングギアモータによりて１
〜６０　ｒ、ｐ、ｍ程度の低速で回転体を回転させ、第
３図に示すような電気信号Ｗｉｎを得、この電気信号Ｗ
ｉｎを、ペン書き記碌計で表示して目視観察により偏心
量と、なるＶ、　−Ｖｖレベル差を求め、あるいは電子
計゛算機に入力しズ差演算などにより偏心量を求めるな
どして行なわれていた。なお、第３図において、ｖｂは
偏心量ゼロのときの信号基準レベルまたは平均レベルを
示し、この値自体は偏心量に無関係で、プラス、ゼロ、
マイナスのいずれであってもよい。

ところで、最近では、直接的にアナログ演算により（Ｖ
、　−Ｖｖ）の値を指示する直流出力信号を検出してこ
れを記録計ないし指示計に加えて表示し、あるいは電子
計算機、警報器などに加えて各種制御に利用することが
要望されるようになって来た。

そこで、かかる要望に応えるため、第４図に例示したよ
うな偏心量測定回路が提案されている。この測定回路は
、第３図に示すような電気信号（入力信号）　Ｖｉｎの
ピーク値をホールドする第１のピークホールド回路（Ｐ
ＨＩ）Ｊと、入力信号Ｖｉｎと第１のピークホールド回
路１の出力との差演算を行なう比較回路２と、この比較
回路２の差出力のピーク値をホールドする第２のピーク
ホールド回路（ＰＨ２）Ｊとを備えたピーク間振幅検出
回路４からなる。第２のピークホールド回路３はピーク
間振幅（ＶＰ　−ｖｖ　）に応じた偏心量信号Ｔｏを前
述の如く記録計、指示計、電子計算機、警報器等に加え
て利用することができる。

しかるに、上記入力信号Ｗｉｎは、最低１ｒ−ｐｅｌｎ
（１／６０Ｈｚ）程度の超低周波信号であるため、前記
測定回路のピークホールド回路１，３はホールド特性の
良好なものが特に望まれる。しかし、ホールド特性の良
好なピークホールド回路を用いた場合前述した偏心量測
定回路は、偏心量の増加に対して概して応答が速いにも
かかわらず、偏心量の減少に対してはその出力がぎ一り
ホールド回路１，３の放電時定数により左右されるので
応答速度は遅くなる。つまり、高精度の偏心量測定をし
ようとして、ピークホールド回路１．３の放電時定数を
大きくすればするほど、偏心量減少に対する追従性が悪
くなる。

この結果、実際の回転機の回転軸の真の偏心量が減少し
ても、見掛上の指示、記録に表われる値はその減少に追
従しきれず、大きめに表示される。しかして、無駄に回
転機を回転することになり運転に入る準備時間を長引か
せ、極め　　：て不経済になる。

このため従来、第５図に示すような偏心量測定回路が提
案されている。この測定回路は、ビーり聞損幅検出回路
４　Ｋ　、突起５が設けられた回転体６の回転周期に同
期したリセットパルス信号Ｖｒ　１　、　Ｖｒ　Ｊをそ
れぞれ発生するリセットパルス発生器１ｍ、７ｂと、ピ
ークホールド回路３の偏心量信号ｖ１のピーク値をホー
ルドする第３のピークホールド回路（ＰＨ３）Ｊと、偏
心量信号ｖノおよび第３のピークホールド回路８の出力
たる偏心量信号ｖ２のうちいずれか高レベルの信号を選
択するためのダイオード９，１０、抵抗１１からなる信
号選択回路１２とを付加したものである。そうして、リ
セットノ４ルス発生器７ａ、７ｂとピーク間振幅検出回
路４との間は伝送ケーｆルにより接続されている。

ピーク間振幅検出回路４に第６図に示すような入力信号
Ｖｌｎが入力し、回転体６０回転周期に同期して第６図
に示すようなリセットパルス信号Ｖｒ　１　、　Ｖｒ　
；！が発生すると、まずリセットパルス信号Ｖｒ　２が
信号ｖ１をホールドしている第３のピークホールド回路
８をリセットさせ、この回路８が再び信号ｖノをピーク
ホールドした後、リセットパルス信号ＶｒＪが第１およ
び第２のピークホールド回路１．３をそれぞれリセット
させる。前の周期の信号ｖ１をホールドした出力ｖ２が
ホールド回路８から生じているとき、検出回路４は次の
周期の偏心量信号ｖ１を生ずる。選択回路１２は信号Ｖ
ｌとｖ２とのうち高レベルにある信号ｖ２を選択して第
６図に示すような出力Ｗｏｎｔを生じる。以下、入力信
号Ｖ１ｎのピーク間振幅の低下に従りて同様な動作が繰
返され出力Ｖｏｕｔは、入力信号の減少に一周期だけ遅
れて追従し、全体として第６図に示すようになる。

第７図に示す偏心量測定回路は、第５図の回路のリセッ
トパルス発生回路を変形したもので、突起５を検出する
１台のリセッ）　Ａ？ルス発生器１３を伝道外−プルを
介して検出回路４に接続し、このリセット／４ルス発生
器１３のリセットパルスＶｒ２を遅延回路１４で所定時
間だけ遅延させて他方のリセットパルスＶｒ　１を形成
するようにしたもので他は第５図および第６図について
説明したと同様に動作するものである。

第８図には、他の変形例に係る偏心量測定回路を示す。

この回路は、リセット／４ルス発生器１３からのリセッ
トパルスＶｒを分周回路１５に加えてコンデンサ１６．
１１により微分してリセットパルスＶｒ　１　、　Ｖｒ
　２を発生させ、それによって回転体６０１回転毎に交
互にリセットをかけるようにしたもので、この回路の各
部の波形を第９図に示すように、出力Ｖｏｕｔの応答は
入力信号Ｖｌｎの減少にその周期の２倍だけ遅れて確実
に追従していることが判る。

以上のように従来の測定回路では被測定偏心量の減少に
も確実に追従できる高精度な測定ができる。

〔背景技術の問題点〕

しかしながら、従来の測定回路では、リセットパルスＶ
ｒ　１　、　Ｖｒ　：２を得るために回転体６に突起１
を設け、さらに回転体６に近接してリセット／臂ルス発
生器１ｍ、７ｂ、１３を設けなければならない。特にリ
セットパルス発生器７ｍ。

ｒｂ、１３は伝送ケーブルを介して接続されるが、この
伝送ケーブルの長さが場合によっては例えば２００ｍ以
上になってしまう。このように伝送ケーブルの長さが長
くなると測定回路全体が大炎りとなってしまい、さらに
伝送ケーブルにかかる費用が、ピーク間振幅検出回路４
や第３のピークホールド回路８．信号選択回路１２など
から構成される測定回路のメイン部分にかかる費用より
も高価となってしまい、測定回路全体の価格が高価にな
るという問題がある。

〔発明の目的〕

本発明は上記実情に基づいてなされたもので、その目的
とするところはへ測定回路全一を不規　−〔発明の概要
〕　゛ 本発明は、被測定交流信号のピーク間振幅を求めて保持
するピーク・ピークホールド回路を発振回路から出力さ
れる被測定交流信号の周波数の２分の１以下の周波数を
もりた交流信号の１周期に同期したワンショットノ臂ル
ス信号を作成してリセットし、前記発振回路から出力さ
れる交流信号を受けて前記ピーク・ピークホールド回路
のリセット時の所定期間経過後から前記交流信号の１周
期経過時まで開状態となるスイ、チング回路を介して送
出されるぎ−ク・ピークホールド回路のピーク間振幅を
サングルホールドして前記被測定交流信号のピーク間振
幅の変動に応じた信号を送出するよ５＆Ｃ１，た変動量
測定回路である。

〔発明の実施例〕

以下、本発明に係る変動量測定回路の一実施例をタービ
ン発電機の車軸の偏心量を測定するに適用した場合につ
いて第１図および第２図を参照して説明する。第１図は
本発明の変動量測定回路（以下、偏心量測定回路と称す
）の構成図である。第１図において２０はピーク・ピー
クホールド回路であって、この回路２０は被測定交流信
号すなわちタービン発電機の車軸に付属するターニング
ギアモータによって１〜６０ｒ、ｐ、ｍ程度の低速で車
軸を回転させて得られた信号Ｖｌｎのピーク間振幅（Ｖ
、　−Ｖｖ）を求めて保持するもので、具体的には被測
定交流信号マ１ｎを取込んでこの信号マ１のピーク値を
保持する第１のピークホールド回路（ＰＨ１）２２、被
測定交流信号マｉｎと第１のピークホールド回路２１の
出力信号とを比較し、これら信号の差に対応した出力を
生ずる比較回路２２と、この比較回路２２の出力信号の
ピーク値をホールドして被測定交流信号マ、のビーク間
振幅に応じた偏心量信号マ１を生ずる第２のピークホー
ルド回路（ＰＨ２）、？Ｊとから構成されている。

さて、本発明の測定回路には、周期波発振回路３０が設
けられている。この周期波発振回路３０は、偏心量信号
マ、の周波数の２分の１またはそれ以下の周波数の／４
ルス信号マ２．を発生するものである。

ワンシ、ット！ルチバイブレータ回路（以下、ワンショ
、ト回路と省略する）３１は、周期波発振回路３０から
出力されるパルス信号マ２．の立ち下りに同期して第１
および第２のピークホールド回路２１．２３のリセット
用ワンシ璽ットノクルス信号マ、２を第１および第２の
ピークホールド回路２１．２３に送出するものである。

３２はスイッチング回路であって、これは周期波発振回
路３１から出力されるパルス信号マｆ。

ヲ受ケ、このパルス信号マｆ、のハイレベル（「ＨＪレ
ベル）期間に同期して開状態となり、第２のピークホー
ルド回路２３からの偏心量信号マを凰 サンプルホールド回路３３に送るものである。

このサンプルホールド回路３３は、第２のピークホール
ド回路２３からのピーク間振幅をサングルホー／Ｉ／Ｐ
シ、偏心量信号マ１ｎのピーク間振幅の変動すなわち車
軸の偏心量に応じた出力’ｏｕｔを生じるものである。

次に上記の如（構成された回路の動作について説明する
。タービン発電機の車軸の回転により得られた第２図に
示すような偏心量信号マ１ｎが第１のピークホールド回
路２１１Ｃ加わったとする。このとき、周期波発振回路
３０からは第２図に示すよ５な）臂ルス信号’ｆ、が出
力されてオリ、ワンショット回路３１はこのノ母ルス信
号マ２．を受け、パルス信号マ２．の立ち下がりに同期
してワンシ、ットノ臂ルス信号マｆ２を第１および第２
のピークホールド回路２１．２３に送出している。

時刻ｔ、においてワンシ、ットノ々ルス信−ｊｊｖｆ２
が送出されると、第１および第２のピークホールド回路
２１．２３はリセットされ、これにより第２のピークホ
ールド回路２３の出力信号マ１が零になるとともに、サ
ンプルホールド回路３３の出力信号マ。、が零となる。

そうして、時間が経過して偏心量信号マ１ｎのｍ＠値が
変化すると、第１のピークホールド回路２１は、偏心量
信号マ１ｎのピーク値を保持して比較回路２２に送出す
る。これと同時に、比較回路２２には偏心量信号マ１ｍ
と第１のピークホールド回路２１からのピーク値を示す
出力信号とが入力するので、比較回路２２からは両信号
の差信号が出力される。第２のピークホールド回路２３
はこの差信号を保持し出力する。すなわち、第２のピー
クホールド回路２３には第２図に示すようなりＰ−ｖｖ
の出力信号マ１が生ずる。

ところが、ノ臂ルス信号マ２．は時刻ｔ１にならなけれ
ばｒＨＪレベルに変化しないので、時刻ｔ１まで出力信
号マ、はサンプルホールド回路３３に送られない。そこ
で、時刻ｔ１になり／ｆルス信号！２．がｒＨＪレベル
になるとスイッチング回路３２が開状態となり信号マは
サンプルホールド回路３３）Ｉｃ送られ、この時刻ｔ１
からサンプルホールド回路３３はＶ、　−Ｖｖの信号マ
１を出力する。

ここで、偏心量信号マ１ｎの振幅ｖＰ−ｖｙが時刻ｔ２
においてＶ、／−Ｖ、／に変化したとする。この変化の
後、時刻ｔＨｃおいてワンシｗ　ｙ　）　”ルス信号マ
、２が送出されるので、第１および第２のピークホール
ド回路２１．２３の出力は一旦零となる。なお、サンプ
ルホールド回路３３はＶ、　−Ｖｖの信号を出力してい
る。すると、ビーク・ピークホールド回路２０からは、
前述した動作と同様にして変化した振幅の信号マすな畠 わちＶ、’−Ｖｖ／なる信号マ、が出力される。。そう
して、時刻ｔ４においてノ量ルス信号マ１□カ「Ｈ」レ
ベルになると、信号Ｖ、がサンプルホールド回路３３１
１Ｃ，送られ、このサンプルホールド回路３３からｙ、
／−ｙｖ／なる信号マ。、が出力される。

このように本発明の測定回路においては、偏心量信号マ
、の周波数の２分の１以下の周波数（実施例ではＬ／１
５倍）をもりたΔルス信号マｆ。

を出力する周期波発振回路３０を設け、この回路３０の
パルス信号マ１，０１周期に同期して第１および第２の
ピークホールド回路２１．２３をリセットし、このリセ
ット時から１４ルス信号マ２．の半周期経過後の第２の
ピークホールド回路２３の出力信号マ、をサングルホー
ルドして偏心量信号マ１ｎのピーク間振幅の変動に応じ
た信号マ。□を得るので、従来のようにリセットパルス
発生のためのリセッ）　ノ４ルス発生器（信号変換器を
含む）が不要となり、かくして高価な伝送ケーブル、車
軸の突起なども不要となって小規模で、かつ経済的な測
定回路とすることができる。

さらに、偏心量信号マｌユの周波数の２分の１の周波数
のノ母ルス信号マ２．でもつ【偏心量信号マ、のビーク
間部＠　Ｖ、　−Ｖｖを求めるので、偏心量信号マ、の
ビーク間振幅Ｖ、−Ｖｖの増減に確実に追従でき精度の
高い偏心量の測定ができる。なお、入出力（マ７、マ。

□）の遅れ時間はサンプル周期の０．７倍となるが、一
般に減少する入力に対する遅れはサンプル周期の０．５
〜１．０倍の応答時間を有するため、本発明の測定回路
では比較的速い応答のものとなっている。

なお、本発明は上記一実施例に限定されるものではない
。すなわち、車軸の偏心量のような機械的偏心量の測定
だけでなく、ゆっくり変動する物理現象すなわち広義の
振動を検出して得た被測定交流信号からその振動量をア
ナログ的に測定することができる。特に超低周波信号の
ピーク間振幅の測定において遅れの少ない（応答性の良
い）測定値が連続的に得られる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、発振回路を設け、この発振回路から出
力される被測定交流信号の周波数の２分の１以下の周波
数をもった交流信号の１周期に同期してピーク・ピーク
ホールド回路をリセットし、このリセット前のピーク・
ピークホールド回路の出力信号をサンプルホールドして
被測定交流信号のピーク間振幅の変動に応じた信号を出
力するので、測定回路全体を小規模化した経済的な変動
量測定回路を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る変動量測定回路の一実施例を示す
構成図、第２図は第１図に示す測定回路の動作タイミン
グ図、第３図はタービン発電機の車転して得た偏心量信
号の波形図、第４図および第５図は従来の偏心量測定回
路の構成図、第６図は第５図に示す測定回路の動作タイ
ミング図、第７図および第８図は従来の偏心量測定回路
の構成図、第９図は第８図に示す測定回路の動作タイミ
ング図である。 ２０・・・ピーク・ピークホールド回路、２ノ・−第１
のピークホールド回路、２２・・・比較回路、２３・・
・第２のピークホールド回路、３ｏ・・・周期波発振回
路、３１・・・ワンショットマルチノ々イッレータ回路
、３２・・・スイッチング回路、３３・・・サンプルホ
ールド回路。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦ン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被測定交流信号のピーク間振幅を求めて保持するピーク
   ・ピークホールド回路と、前記被測定交流信号の周波数
   の２分の１以下の周波数をもった交流信号を出力する発
   振回路と、この発振回路から出力される交流信号の１周
   期に同期して前記ピーク・ピークホールド回路のリセッ
   ト用ワンショットパルス信号を送出するワンショットパ
   ルス発生回路と、前記発振回路から出力される交流信号
   により前記ピーク・ピークホールド回路がリセットされ
   てから所定期間経過後に開状態となるスイッチング回路
   を通ってくる前記ピーク・ピークホールド回路からのピ
   ーク間振幅をサンプルホールドし、前記被測定交流信号
   のピーク間振幅の変動に応じた信号を出力するサンプル
   ホールド回路とを具備したことを特徴とする変動量測定
   回路。