JPS61228344A - キヤビテ−シヨン検出装置 - Google Patents
キヤビテ−シヨン検出装置Info
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- JPS61228344A JPS61228344A JP6966285A JP6966285A JPS61228344A JP S61228344 A JPS61228344 A JP S61228344A JP 6966285 A JP6966285 A JP 6966285A JP 6966285 A JP6966285 A JP 6966285A JP S61228344 A JPS61228344 A JP S61228344A
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/02—Analysing fluids
- G01N29/032—Analysing fluids by measuring attenuation of acoustic waves
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- G—PHYSICS
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- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M10/00—Hydrodynamic testing; Arrangements in or on ship-testing tanks or water tunnels
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- G01—MEASURING; TESTING
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- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/36—Detecting the response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
- G01N29/42—Detecting the response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by frequency filtering or by tuning to resonant frequency
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
- G01N2291/024—Mixtures
- G01N2291/02433—Gases in liquids, e.g. bubbles, foams
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- G—PHYSICS
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- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/10—Number of transducers
- G01N2291/101—Number of transducers one transducer
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
この発明は、羽根車を備え水車またはポンプとして作動
する水力機械の前記羽根車の羽根に生ずるキャビテーシ
ョンを検出する装置に関する。
する水力機械の前記羽根車の羽根に生ずるキャビテーシ
ョンを検出する装置に関する。
水車やポンプでは、その羽根車の羽根にキャビテーショ
ンが発生した状態で繰多返し運転すると、羽根すなわち
ランナベーンに亀裂が入つ九シ、一部が破損するという
事故が生ずる。そこで、キャビテーションが発生した状
態での運転を避けるために、わずかなキャビテーション
も感度よく検出することが望ましい。従来、キャビテー
ションを検出する方法には以下に列記するような方法が
あった。
ンが発生した状態で繰多返し運転すると、羽根すなわち
ランナベーンに亀裂が入つ九シ、一部が破損するという
事故が生ずる。そこで、キャビテーションが発生した状
態での運転を避けるために、わずかなキャビテーション
も感度よく検出することが望ましい。従来、キャビテー
ションを検出する方法には以下に列記するような方法が
あった。
（１）人間の耳によシギヤビテーションの音ヲトラえる
方法。
方法。
（２）ケーシングの外周面にこの面の振動を感知する振
動加速度センサやＡＥセンサ（音響センサ、Ａｃｏｕｓ
ｔｉｃ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ ５ｅｎｉｏｒ）などを接着
し、キャビテーションの発生に伴うケーシングの振動を
感知して、それらのセンサの出力を入力インピーダンス
の大きいチャージアンプに入力し、その出力信号からキ
ャビテーションの発生を検出する方法◎ これらの方法のうち、人間の耳によシギヤピテーション
をとらえる方法は極めて簡便な方法ではあるが検出感度
が悪く、かつ、定量的な把握も困難である０また、水車
発電機の場合は、近年発電所が無人化の傾向にあるため
、すべての発電所にこの方法を適用することμできない
。また、振動加速度センサやＡＥセンサなどを用いる方
法は比較的筒部な方法であり、かつ、定量的把握も可能
であるが、ケーシングの肉厚や形状などにより振動が減
衰し、キャビテーションが軽微な場合の検出が困難であ
る、などの問題があった。
動加速度センサやＡＥセンサ（音響センサ、Ａｃｏｕｓ
ｔｉｃ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ ５ｅｎｉｏｒ）などを接着
し、キャビテーションの発生に伴うケーシングの振動を
感知して、それらのセンサの出力を入力インピーダンス
の大きいチャージアンプに入力し、その出力信号からキ
ャビテーションの発生を検出する方法◎ これらの方法のうち、人間の耳によシギヤピテーション
をとらえる方法は極めて簡便な方法ではあるが検出感度
が悪く、かつ、定量的な把握も困難である０また、水車
発電機の場合は、近年発電所が無人化の傾向にあるため
、すべての発電所にこの方法を適用することμできない
。また、振動加速度センサやＡＥセンサなどを用いる方
法は比較的筒部な方法であり、かつ、定量的把握も可能
であるが、ケーシングの肉厚や形状などにより振動が減
衰し、キャビテーションが軽微な場合の検出が困難であ
る、などの問題があった。
本発明は上述したようなキャビテーション検出の問題点
を解消して検出感度を高め、これによりキャビテーショ
ンが発生しない最適な条件で水車やポンプの運転を行な
うことを目的とする。
を解消して検出感度を高め、これによりキャビテーショ
ンが発生しない最適な条件で水車やポンプの運転を行な
うことを目的とする。
本発明は、羽根車を備え水車またはポンプとして作動す
る水力機械の前記羽根車の羽根に生ずるキャビテーショ
ンを検出するのに、前記羽根車を収容するケーシングに
音を感知する音響センサを音の受感面が水に接するよう
に設置し、キャビテーションの発生に伴う水中を伝わる
振動を直接感知して検出感度を高め、この音響センサの
出力信号をケーシング外部に取シ出してこの出力信号中
に含まれる高周波分を通過させる・・イバ良フィルタや
この通過した高周波分に対して包絡線検波を行なう包絡
線検波回路などから構成された演算器に入力し、この演
算器からの出力信号からΦヤビテーションの発生とその
大きさとを検出するようにして、前記の目的を達成しよ
うとするものである。
る水力機械の前記羽根車の羽根に生ずるキャビテーショ
ンを検出するのに、前記羽根車を収容するケーシングに
音を感知する音響センサを音の受感面が水に接するよう
に設置し、キャビテーションの発生に伴う水中を伝わる
振動を直接感知して検出感度を高め、この音響センサの
出力信号をケーシング外部に取シ出してこの出力信号中
に含まれる高周波分を通過させる・・イバ良フィルタや
この通過した高周波分に対して包絡線検波を行なう包絡
線検波回路などから構成された演算器に入力し、この演
算器からの出力信号からΦヤビテーションの発生とその
大きさとを検出するようにして、前記の目的を達成しよ
うとするものである。
第１図に本発明に基づいて構成されたキャビテーション
検出装置の実施例を示す。本実施例は水車発電機用水車
に対するものであシ、羽根車、すなわちランナベーン２
がランナボス３に取シ付けられてなる水車ランナ１は流
水４によって回転し、水車軸５を介して発電機（図示せ
ず）を駆動する。
検出装置の実施例を示す。本実施例は水車発電機用水車
に対するものであシ、羽根車、すなわちランナベーン２
がランナボス３に取シ付けられてなる水車ランナ１は流
水４によって回転し、水車軸５を介して発電機（図示せ
ず）を駆動する。
水車ランナ１がある特定の運転条件領域たとえばキャビ
テーション６が発生スる。
テーション６が発生スる。
ケーシング８には、たとえば外周面にねじが切られ、内
側にＡＥセンサ７を音の受感面７ａが端面と同一平面に
なるようにエポキシ注形樹脂などの充填剤９で埋め込ん
だ金属円筒からなる保持具１１がねぢ込まれ、ナツト１
０でロックされている。なお、保持具１１のＡＥセンサ
７側の端面はケーシング８の内周面８ａと同一平面とな
るように取シ付けられ、保持具まわりの渦の発生を防止
するようにする〇 そこで、上述のように、ランナベーン２にキャビテーシ
ョン６が発生すると、ランナベーン２の表面において、
真空に近い、たとえば３００ ｍ Ｈ２０スナｂ チ０
．０３ ａｔａオーダのキャビテーションの気泡が押し
つぶされ、このときの水の鋭い衝撃音が非常に大きなエ
ネルギを持った超音波振動として発生し、この振動が水
中を伝わってＡＥセンサ７の受感面７ａに達する。ＡＥ
センサ７からの出力信号は、リード線１２によシ外部に
設置された演算器１７に導かれる。演算器１７は、ＡＥ
センサからの出力信号を電圧信号に変換するブリアンプ
１３と、主として低周波成分（１００ｋｌｌｚ以下）が
支配的な雑音を消去する・・イパスフィルタ１４と、電
圧出力を増幅するメインアンプ１５と、前記バイパスフ
ィルタ１４を通過した高周波成分に対して包絡線検波を
行う包絡線検波回路１６とから構成され、演算器１７の
出力信号は、表示器１８例えば電圧計やシンクロスコー
プなどの電気計器によシ測定される。
側にＡＥセンサ７を音の受感面７ａが端面と同一平面に
なるようにエポキシ注形樹脂などの充填剤９で埋め込ん
だ金属円筒からなる保持具１１がねぢ込まれ、ナツト１
０でロックされている。なお、保持具１１のＡＥセンサ
７側の端面はケーシング８の内周面８ａと同一平面とな
るように取シ付けられ、保持具まわりの渦の発生を防止
するようにする〇 そこで、上述のように、ランナベーン２にキャビテーシ
ョン６が発生すると、ランナベーン２の表面において、
真空に近い、たとえば３００ ｍ Ｈ２０スナｂ チ０
．０３ ａｔａオーダのキャビテーションの気泡が押し
つぶされ、このときの水の鋭い衝撃音が非常に大きなエ
ネルギを持った超音波振動として発生し、この振動が水
中を伝わってＡＥセンサ７の受感面７ａに達する。ＡＥ
センサ７からの出力信号は、リード線１２によシ外部に
設置された演算器１７に導かれる。演算器１７は、ＡＥ
センサからの出力信号を電圧信号に変換するブリアンプ
１３と、主として低周波成分（１００ｋｌｌｚ以下）が
支配的な雑音を消去する・・イパスフィルタ１４と、電
圧出力を増幅するメインアンプ１５と、前記バイパスフ
ィルタ１４を通過した高周波成分に対して包絡線検波を
行う包絡線検波回路１６とから構成され、演算器１７の
出力信号は、表示器１８例えば電圧計やシンクロスコー
プなどの電気計器によシ測定される。
次に、上記のような構成からなる本実施例の作用につい
てモデル案験によ）、従来方法と比較しながら以下に説
明する。第２図ないし第４図は、本発明の、音の受感面
が水に接したＡＥセンサと同じ特性のセンサ１９をケー
シング８の外周面８ｂにも接着し、両センサの作用の差
を明確にするために、両センサの出力信号を同じ演′Ｘ
器１７を使って比較した図である。第２図はキャビテー
ションが発生していない状態における測定結果を示し、
ａがＡＥセンサ１９の出力信号から得られたものすなわ
ち従来方法による測定結果であり、ｂが本発明による測
定結果であって、いずれも信号出力はない。第３図はキ
ャビテーションが激しく発生した時の測定結果を示し、
ａが従来方法、ｂが本発明の方法によるものである。第
４図はキャビテーションが軽微な時の測定結果を示し、
ａが従来方法、ｂが本発明の方法によるものである。
てモデル案験によ）、従来方法と比較しながら以下に説
明する。第２図ないし第４図は、本発明の、音の受感面
が水に接したＡＥセンサと同じ特性のセンサ１９をケー
シング８の外周面８ｂにも接着し、両センサの作用の差
を明確にするために、両センサの出力信号を同じ演′Ｘ
器１７を使って比較した図である。第２図はキャビテー
ションが発生していない状態における測定結果を示し、
ａがＡＥセンサ１９の出力信号から得られたものすなわ
ち従来方法による測定結果であり、ｂが本発明による測
定結果であって、いずれも信号出力はない。第３図はキ
ャビテーションが激しく発生した時の測定結果を示し、
ａが従来方法、ｂが本発明の方法によるものである。第
４図はキャビテーションが軽微な時の測定結果を示し、
ａが従来方法、ｂが本発明の方法によるものである。
第４図から分るように、キャビテーションが軽微な時は
、従来の方法では検出できないが、本発明の方法では振
動波形が顕著に検出されている。
、従来の方法では検出できないが、本発明の方法では振
動波形が顕著に検出されている。
すなわち、本発明の方法は従来の方法に比べ検出感度が
高く、従来では検知できなかった程度のキャビテーショ
ンをも明確に検知できる。これらのことから、本発明を
実機に適用し、水車運転室に演算器１７を設置し、その
出力信号を表示計１８に表示させたシ、番報装置２０に
よって運転員に知らせ不ようにすれば、キャビテーショ
ンを発生させたままの運転が容易に回避できる。
高く、従来では検知できなかった程度のキャビテーショ
ンをも明確に検知できる。これらのことから、本発明を
実機に適用し、水車運転室に演算器１７を設置し、その
出力信号を表示計１８に表示させたシ、番報装置２０に
よって運転員に知らせ不ようにすれば、キャビテーショ
ンを発生させたままの運転が容易に回避できる。
以上説明したように、本発明によれば、キャビテーショ
ンの発生に伴う水中を伝わる振動を直接検知できるので
、ケーシングの外周面に振動加速度センサやＡＥセンサ
などを接着し、ケーシングの肉厚を介して間接的に検出
する方法に比べ検出感度を顕著に高めることができ、こ
れによシ的確に危険な運転状態を避けることができる。
ンの発生に伴う水中を伝わる振動を直接検知できるので
、ケーシングの外周面に振動加速度センサやＡＥセンサ
などを接着し、ケーシングの肉厚を介して間接的に検出
する方法に比べ検出感度を顕著に高めることができ、こ
れによシ的確に危険な運転状態を避けることができる。
従ってまたランチの長寿命化も可能になるという効果が
あわせて得られる◎
あわせて得られる◎
第１図は本発明に基づいて構成されたキャビテーション
検出装置の実施例を示す要部説明図、第２図ないし第４
図は従来の検出方法と本発明による検出方法による検出
感度の差を示す比較図である。 １・・・・・・ランチ（羽根車）、２・・・・・・ラン
ナベーン（羽根）、６・・−・・・キャビテーション、
７・・・・・・ＡＥセンサ（ｆｌ’センサ）、８・・・
・・・ケーシング、１７−・・演算器。 第１図
検出装置の実施例を示す要部説明図、第２図ないし第４
図は従来の検出方法と本発明による検出方法による検出
感度の差を示す比較図である。 １・・・・・・ランチ（羽根車）、２・・・・・・ラン
ナベーン（羽根）、６・・−・・・キャビテーション、
７・・・・・・ＡＥセンサ（ｆｌ’センサ）、８・・・
・・・ケーシング、１７−・・演算器。 第１図
Claims (1)
- １）羽根車を備え水車またはポンプとして作動する水力
機械の前記羽根車の羽根に生ずるキャビテーションを検
出する装置であつて、前記羽根車を収容するケーシング
に音を感知する音響センサを音の受感面が水に接するよ
うに設置するとともに該音響センサの出力信号から前記
キャビテーション信号を抽出する演算器を備え該演算器
の出力信号からキャビテーションを検出することを特徴
とするキャビテーション検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6966285A JPS61228344A (ja) | 1985-04-02 | 1985-04-02 | キヤビテ−シヨン検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6966285A JPS61228344A (ja) | 1985-04-02 | 1985-04-02 | キヤビテ−シヨン検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61228344A true JPS61228344A (ja) | 1986-10-11 |
Family
ID=13409262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6966285A Pending JPS61228344A (ja) | 1985-04-02 | 1985-04-02 | キヤビテ−シヨン検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61228344A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2652159A1 (fr) * | 1989-09-18 | 1991-03-22 | Acb | Dispositif d'essais hydrodynamiques avec mesures acoustiques. |
| WO2009016355A2 (en) * | 2007-07-27 | 2009-02-05 | The Secretary Of State For Trade And Industry | Cavitation detection |
| JP4580601B2 (ja) * | 2001-09-21 | 2010-11-17 | 東京電力株式会社 | 水力発電機器のキャビテーション診断装置 |
| CN111751105A (zh) * | 2020-04-28 | 2020-10-09 | 浙江工业大学 | 基于振动数据功率谱的调节阀气蚀诊断方法 |
| CN112067283A (zh) * | 2020-09-16 | 2020-12-11 | 浙江工业大学 | 一种基于声音功率谱的调节阀气蚀诊断系统及其诊断方法 |
-
1985
- 1985-04-02 JP JP6966285A patent/JPS61228344A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2652159A1 (fr) * | 1989-09-18 | 1991-03-22 | Acb | Dispositif d'essais hydrodynamiques avec mesures acoustiques. |
| JP4580601B2 (ja) * | 2001-09-21 | 2010-11-17 | 東京電力株式会社 | 水力発電機器のキャビテーション診断装置 |
| WO2009016355A2 (en) * | 2007-07-27 | 2009-02-05 | The Secretary Of State For Trade And Industry | Cavitation detection |
| WO2009016355A3 (en) * | 2007-07-27 | 2009-04-16 | Secretary Trade Ind Brit | Cavitation detection |
| GB2451438B (en) * | 2007-07-27 | 2011-06-08 | Secretary Trade Ind Brit | Cavitation detection |
| US8696321B2 (en) | 2007-07-27 | 2014-04-15 | The Secretary Of State For Trade And Industry | Cavitation detection |
| EA019866B1 (ru) * | 2007-07-27 | 2014-06-30 | Ве Секретари Оф Стэйт Фор Трэйд Энд Индастри | Детектирование кавитации |
| CN111751105A (zh) * | 2020-04-28 | 2020-10-09 | 浙江工业大学 | 基于振动数据功率谱的调节阀气蚀诊断方法 |
| CN112067283A (zh) * | 2020-09-16 | 2020-12-11 | 浙江工业大学 | 一种基于声音功率谱的调节阀气蚀诊断系统及其诊断方法 |
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