JPS61265564A - Apparatus for detecting damage of rotor - Google Patents

Apparatus for detecting damage of rotor

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Publication number
JPS61265564A
JPS61265564A JP60107943A JP10794385A JPS61265564A JP S61265564 A JPS61265564 A JP S61265564A JP 60107943 A JP60107943 A JP 60107943A JP 10794385 A JP10794385 A JP 10794385A JP S61265564 A JPS61265564 A JP S61265564A
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JP
Japan
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detector
wave
sensor
rotating body
capsule
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Pending
Application number
JP60107943A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasukazu Takahashi
高橋 泰千
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPS61265564A publication Critical patent/JPS61265564A/en
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Abstract

PURPOSE:To certainly detect damage at an early stage, by inserting a capsule type AE(acoustic emission) detector in the bore of a rotor in a slidable manner and providing an AE sensor for detecting an AE wave in the vicinity of the rotor and connecting a signal processor for processing the ZE wave. CONSTITUTION:A capsule type AE detector 15 receives the AE wave W1 generated from the contact part 16 of a casing 11 and a rotor 13 or a crack leading end part 17 and has a sensor 18 converting the AE wave W1 to an AE signal, an amplifier 19, a pulser 20 for transmitting the signal from the amplifier 19 as an AE wave W2 and a power source 21 mounted therein and is formed into a hermetically closed structure. A lubricating film 22 is formed to the outer peripheral surface of a detector 15 while the detector 15 is inserted in the bore hole 14 of the rotor 13 and AE sensors 24a, 24b for detecting the AE wave W2 transmitted from the pulser 20 are arranged to the bearings 12a, 12b supporting the rotor 13. The AE wave detected by the sensors 24a, 24b is converted to an electric signal which is, in turn, inputted to a signal processor.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、回転体のラビング、き裂進展等による損傷を
早期に検出することができる回転体の損傷検出装置に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a damage detection device for a rotating body that can detect damage caused by rubbing, crack propagation, etc. of a rotating body at an early stage.

〔発明の技術的背景とその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

回転体がこれを囲む静止体に接触することによるラビン
グや回転体内部のき裂の進展は、運転中の回転体の損傷
につながって重大事故の原因となるため、これを事前に
検知することが望まれる。
Rubbing or the development of cracks inside the rotating body due to contact between the rotating body and the surrounding stationary body can lead to damage to the rotating body during operation and cause serious accidents, so it is important to detect this in advance. is desired.

従来、このような損傷を検出する方法としては、第6図
に示すようにケーシング1にAE(ACOL+−3ti
CEmission )センサ2を設置したり、軸受3
にAEセンサ4を設置し、ケーシング1と回転体5との
接触部あるいはき裂先端部7で発生してケーシング1あ
るいは回転体5と軸受3の内部を伝播してきたAE波を
前記AEセンサ2,4で検出する方法、あるいは軸受3
に取付けた振動検出器8によって軸振動の変化を検出す
る方法が採られている。
Conventionally, as a method for detecting such damage, as shown in FIG.
CEmission) Install the sensor 2 or install the bearing 3.
An AE sensor 4 is installed at , 4, or bearing 3
A method is adopted in which changes in shaft vibration are detected by a vibration detector 8 attached to the shaft.

ところが、ケーシング1や軸受3に取付けたAEセンサ
2,4によりAE波の発生を検出するという前者の方法
は、以下に示す理由によりS/N比が小さいという問題
がある。
However, the former method of detecting the generation of AE waves using the AE sensors 2 and 4 attached to the casing 1 and the bearing 3 has a problem in that the S/N ratio is low for the reason described below.

(1)  回転数が300 Orpm以上になると、バ
ックグラウンドノイズ(機械的ノイズ、軸受摩擦による
ノイズ、軸受潤滑油中の異物によるノイズ、気体のフロ
ーノイズ等)が急激に増大する。
(1) When the rotational speed exceeds 300 Orpm, background noise (mechanical noise, noise due to bearing friction, noise due to foreign matter in bearing lubricating oil, gas flow noise, etc.) increases rapidly.

(2)  固体中を伝播するAE波は、内部減衰のため
に伝播距離が長くなるに従って振幅が小さくなり、また
その減衰の度合は、周波数が高い程大きくなる。一方、
ラビングやき裂進展が生じたときに発生するAE波は、
100KH2以上の周波数成分が大きく、内部減衰の影
響を受は易い。
(2) The amplitude of an AE wave propagating in a solid decreases as the propagation distance increases due to internal attenuation, and the degree of attenuation increases as the frequency increases. on the other hand,
The AE waves generated when rubbing or crack propagation occur are
Frequency components of 100KH2 or higher are large and are easily affected by internal attenuation.

(3)  AE波は、拡散、境界面での反(ト)等のた
めに、発生源において鋭いインパルス状のものであって
も、固体中を伝播することによっていくつかのピークを
持ち時間的に拡がったなだらかな波形となる。
(3) Due to diffusion, reaction at boundary surfaces, etc., even if the AE wave is a sharp impulse at the source, it has several peaks as it propagates through a solid and changes over time. The result is a gentle waveform that spreads out.

一方、軸受3に取付けた撮動検出器8により軸振動の変
化を検出するという後者の方法は、損傷がかなり進行し
た状態にならないと損傷を検出できないという問題があ
る。
On the other hand, the latter method of detecting changes in shaft vibration using the imaging detector 8 attached to the bearing 3 has a problem in that damage cannot be detected until the damage has progressed considerably.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明はこのような点を考慮してなされたちので、回転
体のラビング、き裂進展による損傷を早期にしかも確実
に検出でき、重大自己を未然に防止することができる回
転体の[i検出装置を提供することを目的とする。
The present invention has been developed with these points in mind, and is capable of early and reliable detection of damage caused by rubbing and crack propagation of a rotating body, and is capable of preventing serious damage. The purpose is to provide equipment.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、AE波を受信するセンサ、この信号を増幅す
るアンプ、アンプで増幅されたAE波を伝送するパルサ
、およびこれらの電源を内蔵するカプセル型AE検出器
を、回転体の軸心部に設けられたボア穴内に摺動可能に
挿入するとともに、回転体の近傍位置に、前記カプセル
型AE検出器から伝送されたAE波゛を検出するAEセ
ンサを設け、かつこのAEセンサに、AEセンサで検出
されたAE波を処理する信号処理装置を接続し、もって
、回転体のラビング、き裂進展等により損傷を早期にし
かも確実に検出することができ、またカプセル型AE検
出器をボア穴内で移動させることにより損傷位置を正確
に検出でき、さらに信号処理装置でAE波を処理するこ
とにより損傷の状態を診断することもできるようにした
ことを特徴とする。
The present invention provides a sensor that receives AE waves, an amplifier that amplifies this signal, a pulser that transmits the AE waves amplified by the amplifier, and a capsule-type AE detector that incorporates these power supplies at the axial center of a rotating body. An AE sensor is provided to be slidably inserted into a bore hole provided in the rotary body and to detect the AE waves transmitted from the capsule-type AE detector at a position near the rotating body. By connecting a signal processing device that processes the AE waves detected by the sensor, damage caused by rubbing of the rotating body, crack growth, etc. can be detected early and reliably. It is characterized in that the damage position can be accurately detected by moving it within the hole, and the state of the damage can also be diagnosed by processing the AE waves with a signal processing device.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下第1図ないし第3図を参照して本発明の第1実施例
を説明する。
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 3.

第1図および第2図において、符号11は蒸気タービン
のケーシングであり、このケーシング11内には、軸受
12a、12bで支持される回転体13が回転自在に配
されている。この回転体13の軸心部には、軸方向に通
してボア穴14が穿設されており、このボア穴14内に
は、カプセル型AE検出器15が摺動可能に挿入配置さ
れている。
In FIGS. 1 and 2, reference numeral 11 indicates a casing of a steam turbine, and a rotating body 13 supported by bearings 12a and 12b is rotatably disposed within the casing 11. A bore hole 14 is bored in the axial center of the rotating body 13 in the axial direction, and a capsule-type AE detector 15 is slidably inserted into the bore hole 14. .

前記カプセル型AE検出器15は、第2図に示乃゛よう
にケーシング11と回転体13との接触部16あるいは
き裂先端部17で発生したAE波W1を受信しこれを電
気信号(AE倍信号に変換するセンサ18、このΔE低
信号増幅するアンプ1つ、このアンプ19からの信号を
AE波W2として伝送するパルサ20.およびこれらの
電源21を内蔵し断熱効果、雑音遮断効果を有する密閉
構造となっており、その外周面には、潤滑剤を塗布した
り自己潤滑材料を用いることにより潤滑122が形成さ
れている。そしてこの潤滑膜22により、ボア穴14と
カプセル型AE検出器15との境界面におけるAE波W
、、W2の伝播特性を向上させることができるとともに
、カプセル型AE検出器15を介してその両側のボア穴
14内空間14a、14bを確実に仕切ることができる
ようになっている。
The capsule type AE detector 15 receives the AE wave W1 generated at the contact portion 16 or the crack tip 17 between the casing 11 and the rotating body 13, as shown in FIG. 2, and converts it into an electrical signal (AE It has a built-in sensor 18 that converts into a double signal, one amplifier that amplifies this ΔE low signal, a pulser 20 that transmits the signal from this amplifier 19 as an AE wave W2, and a power supply 21 for these, and has a heat insulation effect and a noise blocking effect. It has a sealed structure, and a lubrication layer 122 is formed on its outer peripheral surface by applying a lubricant or using a self-lubricating material.This lubricant film 22 connects the bore hole 14 and the capsule-type AE detector. AE wave W at the interface with 15
,, W2 propagation characteristics can be improved, and the spaces 14a and 14b inside the bore hole 14 on both sides of the capsule-type AE detector 15 can be reliably partitioned.

また前記センサ18は、100KH2以上の高周波成分
が大きいAE波W1に対して感度がよい高周波用PZT
圧電素子で形成されており、また前記パルサ20は、5
0KHz以下の周波数成分が大きい機械的ノイズや10
0KHz以上の周波数成分が大きい軸受摩擦によるノイ
ズ、軸受潤滑油中の異物によるノイズ、気体のフローノ
イズ等と明確に区別できるように、100KHz前後の
周波数を有するAE波W2を伝送するのに適した低周波
数PZT圧電素子で形成されている。しかもこれら両P
ZT圧電素子は、高温条件下でも充分な性能が得られる
ように高温用PZT圧電素子が用いられている。
Further, the sensor 18 is made of high frequency PZT which is sensitive to the AE wave W1 having a large high frequency component of 100 KH2 or more.
The pulser 20 is formed of a piezoelectric element, and the pulser 20 has five
Mechanical noise with large frequency components below 0KHz or
It is suitable for transmitting the AE wave W2 having a frequency of around 100 KHz so that it can be clearly distinguished from noise caused by bearing friction, noise caused by foreign matter in bearing lubricating oil, noise caused by gas flow noise, etc., which has a large frequency component of 0 KHz or more. It is formed from a low frequency PZT piezoelectric element. Moreover, both these P
A high-temperature PZT piezoelectric element is used as the ZT piezoelectric element so that sufficient performance can be obtained even under high-temperature conditions.

前記ボア穴14内の各空間14a、14bには、第1図
および第2図に示すように、回転体13の両端部13a
、13bから冷却用の蒸気等の気体23a、23bが圧
力P、P2で注入され、カプセル型AE検出器15を冷
却するようになっているとともに、両気体23a、23
bの圧力差ΔP (P=P  −P2”)でカプセル型
AE検出器15がボア穴14内を摺動するようになって
いる。
In each of the spaces 14a and 14b in the bore hole 14, both ends 13a of the rotating body 13 are provided, as shown in FIGS. 1 and 2.
, 13b, gases 23a, 23b such as cooling steam are injected at pressures P, P2 to cool the capsule type AE detector 15, and both gases 23a, 23
The capsule-type AE detector 15 is configured to slide within the bore hole 14 due to the pressure difference ΔP (P=P − P2″).

一方、前記回転体13を支持する軸受12a。On the other hand, a bearing 12a supports the rotating body 13.

12bには、第1図および第2図に示すようにカプセル
型AE検出器15のパルサ20から発信されたAE波W
2を検出するAEセンサ24a。
12b, the AE wave W transmitted from the pulsar 20 of the capsule type AE detector 15 is shown in FIGS. 1 and 2.
AE sensor 24a detects 2.

24bがそれぞれ設置されている。そしてこれらのAE
センサ24a、24bで検出されたAE波は、電気信号
(AE低信号に変換された後、第3図に示す信号処理装
置25に入力されるようになっている。
24b are installed respectively. And these A.E.
The AE waves detected by the sensors 24a and 24b are converted into electrical signals (AE low signals) and then input to a signal processing device 25 shown in FIG. 3.

この信号処理袋@25は、第3図に示すように前記両A
Eセンサ24a、24bからのAE低信号増幅するアン
プ26と、ノイズを除去するフィルタ27と、ノイズが
除去されたAE低信号全波整流方式で平均値検波する検
波器28と、平均値検波されたAE低信号大きさが設定
閾値を越えたか否かを識別する弁別器2つと、平均値検
波されたへE信号の大きさが設定閾値を越えた累積回数
を計数するカウンタ30と、その継続時間を計測するタ
イマ31と、累積回数の値やその増加の傾ぎおよび継続
時間の長さが設定閾値を越えたか否かを判定する判定器
32と、この判定器32で設定閾値を越えたと判定した
際にアラームを発信する警報器33とで構成されている
。そして、この信号処理装置25で両AEセンサ24a
、24bからのAE低信号処理することにより、ラビン
グやき裂進展の状態を容易に検知できるようになってい
る。
As shown in FIG.
An amplifier 26 that amplifies the AE low signals from the E sensors 24a and 24b, a filter 27 that removes noise, a detector 28 that performs average value detection using a full wave rectification method for the AE low signals from which the noise has been removed, and an average value detection two discriminators for determining whether or not the magnitude of the AE low signal exceeds a set threshold; a counter 30 that counts the cumulative number of times that the magnitude of the average-value-detected AE low signal exceeds the set threshold; A timer 31 that measures time, a determiner 32 that determines whether the value of the cumulative number of times, the slope of its increase, and the length of the duration exceed a set threshold; It is comprised of an alarm device 33 that issues an alarm when a determination is made. Then, both AE sensors 24a are processed by this signal processing device 25.
, 24b, the state of rubbing and crack growth can be easily detected.

次にこのような構成からなる本実施例の作用について説
明する。
Next, the operation of this embodiment having such a configuration will be explained.

ケーシング11と回転体13との接触部16あるいはき
裂先端部17で発生したAE波W1は、回転体13の内
部を伝播してカプセル型AE検出器15内のセンサ18
によって−Hキャッチされる。この際、センサ18は高
周波用PZ、T圧電素子で形成されているので、100
KHz以上の高周波成分が大きいAE波W1を感度よく
受信でき、AE波W1が微細であってもキャッチするこ
とが可能となる。
The AE wave W1 generated at the contact portion 16 or the crack tip 17 between the casing 11 and the rotating body 13 propagates inside the rotating body 13 and reaches the sensor 18 in the capsule-type AE detector 15.
-H is caught by. At this time, since the sensor 18 is formed of a high frequency PZ and T piezoelectric element,
The AE wave W1 having a large high frequency component of KHz or more can be received with high sensitivity, and even if the AE wave W1 is minute, it can be caught.

このAE波W1は、センサ18内で電気信号(AE低信
号に変換されるとともに、アンプ19により増幅されて
パルサ20に送られる。パルサ20に送られたAE低信
号、100KHz前後の周波数を有するAE波W2が伝
送され、このAE波W2は、回転体13およびその軸受
12a。
This AE wave W1 is converted into an electrical signal (AE low signal) within the sensor 18, amplified by the amplifier 19, and sent to the pulser 20.The AE low signal sent to the pulser 20 has a frequency of around 100 KHz. The AE wave W2 is transmitted, and this AE wave W2 is transmitted to the rotating body 13 and its bearing 12a.

12bを通過してAE波24a、24bで検出される。12b and is detected by AE waves 24a and 24b.

この際、AE波W2は、100KHz m後の周波数成
分が大ぎいため、50KHz以下の周波数成分が大ぎい
機械的ノイズや、100KH2以上の周波数成分が大き
い軸受rIi擦によるノイズ、軸受潤滑油中の異物によ
るノイズ、気体のフローノイズ等と識別し易い。また、
固体中を伝播するAE波の特徴である内部減衰の影響を
比較的受けにくい。また、伝播距離が短縮されるので拡
散、境界面での反射等の影響も少ない。
At this time, the AE wave W2 has a large frequency component after 100 KHz m, so it can be caused by mechanical noise with a large frequency component below 50 KHz, noise due to bearing rIi friction, and noise in bearing lubricating oil with a large frequency component above 100 KH2. It is easy to distinguish from noise caused by foreign objects, gas flow noise, etc. Also,
It is relatively less susceptible to internal attenuation, which is a characteristic of AE waves propagating in solids. In addition, since the propagation distance is shortened, the effects of diffusion, reflection at boundary surfaces, etc. are also reduced.

また、前記センサー8およびパルサ20は高温用の圧電
素子で形成され、しかも断熱効果、密閉効果、雑音遮断
効果を有するカプセル型AE検出器15に内蔵されてい
るので、高温、高圧下のきびしい使用環境にも耐えるこ
とができる。また、ボア穴14内に気体23a、23b
を注入することにより冷却効果をもたらせることもでき
る。
Furthermore, the sensor 8 and the pulser 20 are formed of high-temperature piezoelectric elements, and are built into the capsule-type AE detector 15, which has a heat insulation effect, a sealing effect, and a noise blocking effect. It can withstand the environment. In addition, gases 23a and 23b are present in the bore hole 14.
A cooling effect can also be achieved by injecting

また、カプセル型AE検出器15の周面には潤ff1l
l!J22が形成されているので、ボア穴14との間の
境界面におけるAE波W、、W2の伝播特性を向上させ
ることができるとともに、ボア穴14内の雨空間14a
、14bを仕切ることができ、雨空間14a、14b内
に注入される気体23a。
In addition, the capsule-type AE detector 15 has water ff1l on its circumferential surface.
l! J22 is formed, it is possible to improve the propagation characteristics of the AE waves W, W2 at the interface between the bore hole 14 and the rain space 14a within the bore hole 14.
, 14b, and the gas 23a is injected into the rain spaces 14a, 14b.

23b間の圧力差△P (=P  −P2)により、カ
プセル型AE検出器15をボア穴14内で自由に移動さ
せることができる。このため、AEセンサ24a、24
bで検出されるAE波W2の値が最大となる位置までカ
プセル型AE検出器15を移動させることにより、AE
波の発生源、すなわち損傷箇所を正確に検出することが
可能となる。
The capsule-type AE detector 15 can be freely moved within the bore hole 14 due to the pressure difference ΔP (=P − P2) between the pressure points 23b and 23b. For this reason, the AE sensors 24a, 24
By moving the capsule-type AE detector 15 to the position where the value of the AE wave W2 detected at b is the maximum, the AE
It becomes possible to accurately detect the source of the wave, that is, the damaged location.

前記AEセンサ24a、24bで検出されたAE波W2
は、ここで電気信号(AE倍信号に変換された後、信号
処理装置25に送られて処理される。
AE wave W2 detected by the AE sensors 24a and 24b
is converted into an electric signal (AE-multiplied signal) and then sent to the signal processing device 25 for processing.

すなわち、信号処理装置25に送られてきたAE倍信号
、アンプ26で増幅されるとともに、フィルタ27によ
りノイズが除去され、その後検波器28により全波整流
方式で平均値検出される。
That is, the AE multiplied signal sent to the signal processing device 25 is amplified by the amplifier 26, noise is removed by the filter 27, and then the average value is detected by the detector 28 using a full-wave rectification method.

平均値検波されたAE倍信号、弁別器29によってその
大きさが設定閾値を越えたときを識別されるとともに、
カウンタ30によってその累積回数が、またタイマ31
によってその継続時間がそれぞれ削測される。そしてそ
の俊、判定器32によって累積回数の値やその増加の傾
きおよび継続時間の長さが設定閾値を越えたときが判定
され、警報器33に信号が出力されて茜報器33からア
ラームが発信される。これにより、ラビングやき裂進展
の状態を容易に検知することができる。
The AE multiplied signal subjected to average value detection is identified by the discriminator 29 when its magnitude exceeds a set threshold, and
The counter 30 calculates the cumulative number of times, and the timer 31
The duration is measured by . Then, the judgment device 32 judges when the value of the cumulative number of times, the slope of its increase, and the length of the duration exceed the set threshold, and a signal is output to the alarm device 33, and an alarm is issued from the alarm device 33. Sent. Thereby, the state of rubbing and crack growth can be easily detected.

第4図は本発明の第2実施例を示すもので、ボア穴14
内に2個のカプセル型AE検出器15a。
FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention, in which the bore hole 14
There are two capsule type AE detectors 15a inside.

15bを挿入してボア穴14内を3つの空間14a、1
4b、14Cに仕切るとともに、各空間14a、14b
、14c内に回転体13の両端部13a、13bおよび
中央部13cから冷却用の気体238.23b、23C
をそれツレ注入シ、その圧力P、P、P3を変化させる
ことによす2個のカプセル型AE検出器15a、15b
をボア穴14内で移動させるようにしたものであり、そ
の他の点については前記第1実施例と同様である。
15b to open the inside of the bore hole 14 into three spaces 14a, 1
In addition to partitioning into 4b and 14C, each space 14a and 14b
, 14c from both ends 13a, 13b and central part 13c of the rotating body 13. Cooling gas 238.23b, 23C
Two capsule-type AE detectors 15a and 15b are used to inject it and change its pressures P, P, and P3.
is moved within the bore hole 14, and the other points are the same as those of the first embodiment.

このように2個のカプセル型AE検出器15a。In this way, there are two capsule-type AE detectors 15a.

15bを用いることにより、回転体13が軸方向に長い
場合に有効である。
15b is effective when the rotating body 13 is long in the axial direction.

第5図は本発明の第3実施例を示すもので、カプセル型
AE検出器15にウェーブガイド34を設けるとともに
、回転体13の軸端外にウェーブガイド34用の軸受3
5を設け、この軸受35にAEセンサー24cを設置し
、カプセル型AE検出器15からのAE波W3を、ウェ
ーブガイド34および軸受35を介してAEセンサ24
cで検出するようにしたものであり、その他の点につい
ては前記第1実施例と同様である。
FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention, in which a capsule type AE detector 15 is provided with a waveguide 34, and a bearing 3 for the waveguide 34 is provided outside the shaft end of the rotating body 13.
5 is provided, and an AE sensor 24c is installed on this bearing 35, and the AE wave W3 from the capsule type AE detector 15 is transmitted to the AE sensor 24 through the waveguide 34 and the bearing 35.
c), and other points are the same as in the first embodiment.

本実施例においては、AE波がウェーブガイド34のよ
うな棒状の物体中を伝播するので、拡散による影響を受
けることがなくS/N比を大きくすることができる。こ
のためこの第3実施例は、S/N比を特に大きくする必
要がある場合に有効である。
In this embodiment, since the AE wave propagates through a rod-shaped object such as the waveguide 34, the S/N ratio can be increased without being affected by diffusion. Therefore, this third embodiment is effective when it is necessary to particularly increase the S/N ratio.

なお前記各実施例では、カプセル型AE検出器15.1
5a、15bをボア穴14内で移動させる手段として、
冷却用の気体23a、23b。
In each of the above embodiments, the capsule type AE detector 15.1
As a means for moving 5a, 15b within the bore hole 14,
Cooling gas 23a, 23b.

23cの圧力差を利用するものについて説明したが、送
りねじ等公知の他の駆動IM4を用いても同様の効果が
得られる。
23c has been described, the same effect can be obtained by using other known drive IM4 such as a feed screw.

また前記各実施例では、蒸気タービンに適用する場合に
ついて説明したが、これに限らず他のあらゆる回転機械
に適用することができる。
Further, in each of the embodiments described above, the case where the invention is applied to a steam turbine has been described, but the invention is not limited to this and can be applied to any other rotating machine.

(発明の効果〕 以上説明したように本発明は、回転体の軸心部゛に設け
られたボア穴内にカプセル型AE検出器を挿入し、回転
体と静止体との接触部あるいはき裂先端部で発生したA
E波を前記カプセル型AE検出器で一旦キャッチすると
ともに、これを増幅して再び伝送するようにしているの
で、高速回転時のバックグラウンドノイズ、固体中を伝
播するAE波の内部減衰、拡散、境界面での反射の影響
を受けにくく、したがってS/N比を大きくすることが
できる。このため、損傷を早期にかつ確実に検出するこ
とができる。
(Effects of the Invention) As explained above, the present invention has a capsule type AE detector inserted into a bore hole provided in the axial center of a rotating body, A that occurred in the
The capsule-type AE detector catches the E-waves, amplifies them, and transmits them again, which eliminates background noise during high-speed rotation, internal attenuation and diffusion of the AE waves propagating through solids, and It is less susceptible to the effects of reflection at the interface, and therefore the S/N ratio can be increased. Therefore, damage can be detected early and reliably.

また、カプセル型AE検出器はボア穴内を摺動可能とな
っているので、AE波の発生源がどこにあってもその位
置を正確に検出することができる。
Furthermore, since the capsule-type AE detector can slide within the borehole, it is possible to accurately detect the position of the AE wave generation source wherever it is.

また、AE波を信号処理装置で処理するようにしている
ので、ラビングやき裂進展の状態を診断することができ
る。
Furthermore, since the AE waves are processed by the signal processing device, the state of rubbing and crack growth can be diagnosed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の第1実施例を示す蒸気タービンの縦断
面図、第2図は第1図の■部拡大図、第3図は信号処理
装置の構成図、第4図は本発明の第2実施例を示す第1
図相当図、第5図は本発明の第3実施例を示す第2図相
当図、第6図は従来の損傷検出装置の一例を示す斜視図
である。 13−・・回転体、14 ・・・ボア穴、14a、14
b。 14 C−・・空間、15.15a、15b−・・カプ
セル型AE検出器、16・・・接触部、17・・・き裂
先端部、18・・・センサ、19・・・アンプ、20・
・・パルサ、21−・・電源、23a、23b、23c
・・・気体、24a、23.、b、24cmAEセンサ
、25−・・信号処理装置、34・・・ウェーブガイド
、35・・・軸受、w、w2.w3・・・AE波。 出願人代理人  猪  股    清 聴 毒1図 阜J2 秦l閏
Fig. 1 is a vertical cross-sectional view of a steam turbine showing a first embodiment of the present invention, Fig. 2 is an enlarged view of the part ■ in Fig. 1, Fig. 3 is a configuration diagram of a signal processing device, and Fig. 4 is a diagram of the present invention. The first example shows the second embodiment of
FIG. 5 is a view corresponding to FIG. 2 showing a third embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a perspective view showing an example of a conventional damage detection device. 13-... Rotating body, 14... Bore hole, 14a, 14
b. 14 C-... Space, 15.15a, 15b-... Capsule type AE detector, 16... Contact part, 17... Crack tip, 18... Sensor, 19... Amplifier, 20・
...Pulsa, 21-...Power supply, 23a, 23b, 23c
...gas, 24a, 23. , b, 24cm AE sensor, 25-... signal processing device, 34... wave guide, 35... bearing, w, w2. w3...AE wave. Applicant's agent: Ino Mata Qinghodong 1 Tufu J2 Qin Lian

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、AE波を受信するセンサ、この信号を増幅するアン
プ、アンプで増幅されたAE波を伝送するパルサ、およ
びこれらの電源を内蔵するカプセル型AE検出器を、回
転体の軸心部に設けられたボア穴内に摺動可能に挿入す
るとともに、回転体の近傍位置に、前記カプセル型AE
検出器から伝送されたAE波を検出するAEセンサを設
け、かつこのAEセンサに、AEセンサで検出されたA
E波を処理する信号処理装置を接続したことを特徴とす
る回転体の損傷検出装置。 2、AEセンサを回転体の軸受に設けたことを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載の回転体の損傷検出装置。 3、AEセンサを、カプセル型AE検出器から引出され
るウェーブガイドの軸受に設けたことを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載の回転体の損傷検出装置。 4、カプセル型AE検出器に内蔵したセンサに高温、高
周波用PZT圧電素子を用い、かつパルサに高温、低周
波用PZT圧電素子を用いることを特徴とする特許請求
の範囲第1項、第2項または第3項記載の回転体の損傷
検出装置。 5、ボア穴内に、カプセル型AE検出器を冷却する流体
を注入するとともに、この冷却流体の圧力によりカプセ
ル型AE検出器をボア穴内で摺動させることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項、第2項、第3項または第4項
記載の回転体の損傷検出装置。
[Claims] 1. A sensor that receives AE waves, an amplifier that amplifies this signal, a pulser that transmits the AE waves amplified by the amplifier, and a capsule-type AE detector that incorporates these power supplies are mounted on a rotating body. The capsule type AE is slidably inserted into a bore hole provided in the axial center of the
An AE sensor is provided to detect the AE waves transmitted from the detector, and the AE sensor is provided with an AE sensor that detects the AE waves transmitted from the detector.
A damage detection device for a rotating body, characterized in that a signal processing device for processing E waves is connected. 2. A damage detection device for a rotating body according to claim 1, wherein the AE sensor is provided in a bearing of the rotating body. 3. The damage detection device for a rotating body according to claim 1, wherein the AE sensor is provided on a bearing of a waveguide pulled out from the capsule-type AE detector. 4. Claims 1 and 2, characterized in that the sensor built into the capsule type AE detector uses a PZT piezoelectric element for high temperature and high frequency, and the pulser uses a PZT piezoelectric element for high temperature and low frequency. A damage detection device for a rotating body according to item 1 or 3. 5. Claim 1, characterized in that a fluid for cooling the capsule-type AE detector is injected into the bore hole, and the pressure of the cooling fluid causes the capsule-type AE detector to slide within the bore hole. , the damage detection device for a rotating body according to item 2, item 3, or item 4.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI394947B (en) * 2008-07-29 2013-05-01 Univ Ishou Measurement of Oil Film Distribution in Bearing by Ultrasonic Wave
JP2014022594A (en) * 2012-07-19 2014-02-03 Tokyo Electron Ltd Film crack detector and deposition apparatus
JP2022132596A (en) * 2018-09-06 2022-09-08 株式会社東芝 Detection system, detection method, and server device

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