JPS6148662B2 - - Google Patents
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- JPS6148662B2 JPS6148662B2 JP54147692A JP14769279A JPS6148662B2 JP S6148662 B2 JPS6148662 B2 JP S6148662B2 JP 54147692 A JP54147692 A JP 54147692A JP 14769279 A JP14769279 A JP 14769279A JP S6148662 B2 JPS6148662 B2 JP S6148662B2
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- Japan
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- rubbing
- signal
- memory
- acoustic
- time
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 7
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 5
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
- G01S5/18—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using ultrasonic, sonic, or infrasonic waves
- G01S5/22—Position of source determined by co-ordinating a plurality of position lines defined by path-difference measurements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D21/00—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for
- F01D21/04—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for responsive to undesired position of rotor relative to stator or to breaking-off of a part of the rotor, e.g. indicating such position
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は回転機械の回転と同期して発生する音
響信号を用いて回転機械のラビング位置を標定す
るラビング位置標定装置に関するものである。
響信号を用いて回転機械のラビング位置を標定す
るラビング位置標定装置に関するものである。
ラビングとは第１図に示すような回転機械の一
般系において、ロータ１が通常接触しないケーシ
ングなどの静止体２と何らかの原因で接触する現
象である。例えば、ロータ１に存在する不つりあ
いなどによつて、ロータ１の軸振動が回転すると
ともに大きくなつたときに、こののラビング現象
が起こる。このように、ラビング現象が起こる
と、数メガヘルツ帯域の音響信号（例えば、
Acoustic Emission）が発生することが知られて
いる。従つて、回転機械の大きな事故を防止する
ために、この音響信号を用いてラビング発生を速
やかに検知し、対策をたてる必要がある。
般系において、ロータ１が通常接触しないケーシ
ングなどの静止体２と何らかの原因で接触する現
象である。例えば、ロータ１に存在する不つりあ
いなどによつて、ロータ１の軸振動が回転すると
ともに大きくなつたときに、こののラビング現象
が起こる。このように、ラビング現象が起こる
と、数メガヘルツ帯域の音響信号（例えば、
Acoustic Emission）が発生することが知られて
いる。従つて、回転機械の大きな事故を防止する
ために、この音響信号を用いてラビング発生を速
やかに検知し、対策をたてる必要がある。
第１図はこのラビング現象を検出する装置とし
て本願出願人が先に提案したもの（特願昭53−
55575号）である。
て本願出願人が先に提案したもの（特願昭53−
55575号）である。
ラビング現象が起こると、ロータ１と静止体２
との接触により接触音すなわち音響信号が発生す
るので、これを検出するために静止体２の両端に
は音響センサ３，４が設けられている。５はロー
タ１に設けた突起、６はこの突起５に対向して設
置されるギヤツプセンサで、突起５とギヤツプセ
ンサ６により回転パルス発生装置が構成され、ロ
ータの回転数に同期した回転パルス信号を得るこ
とができる。
との接触により接触音すなわち音響信号が発生す
るので、これを検出するために静止体２の両端に
は音響センサ３，４が設けられている。５はロー
タ１に設けた突起、６はこの突起５に対向して設
置されるギヤツプセンサで、突起５とギヤツプセ
ンサ６により回転パルス発生装置が構成され、ロ
ータの回転数に同期した回転パルス信号を得るこ
とができる。
第１図に示す装置により検出される回転パルス
信号Ｐおよび音響信号ＶAE １，ＶAE ２を用いて第
２図に示すような信号が得られる。第２図におい
て、パルス間隔はロータ１の１回転に対応づけら
れており、星印位置にラビングが発生している。
一方の音響センサ３からの音響信号ＶAE １と他方
の音響センサ４からの音響信号ＶAE ２は回転パル
ス信号Ｐに概ね同期した形で現われる。
信号Ｐおよび音響信号ＶAE １，ＶAE ２を用いて第
２図に示すような信号が得られる。第２図におい
て、パルス間隔はロータ１の１回転に対応づけら
れており、星印位置にラビングが発生している。
一方の音響センサ３からの音響信号ＶAE １と他方
の音響センサ４からの音響信号ＶAE ２は回転パル
ス信号Ｐに概ね同期した形で現われる。
ところでこの音響信号ＶAE １とＶAE ２を細かく
みると、両者にはわずかに到達時間差Δtiが認め
られる。この到達時間差Δtiを検出することによ
つて、音響発生源すなわち接触した位置xiを次式
をもつて標定することができる。
みると、両者にはわずかに到達時間差Δtiが認め
られる。この到達時間差Δtiを検出することによ
つて、音響発生源すなわち接触した位置xiを次式
をもつて標定することができる。
xi＝Δti・Ｖ／２ ……(1)
ただしＶ；音響信号の伝播速度
ここでxiは、第１図に示すように、ロータ１の
中央より計つた接触位置までの距離である。第２
図に示すｘはこのように到達時間差Δｔに比例す
る形で得られるところの位置標定信号である。ま
たはｘを時間平均したもので （ｔ）＝１／Ｔ∫ｔ ｔ−Ｔｘ（τ）ｄτ……(2
) ただしＴ；平均化するための時間間隔 ｔ；時刻 と定義される。
中央より計つた接触位置までの距離である。第２
図に示すｘはこのように到達時間差Δｔに比例す
る形で得られるところの位置標定信号である。ま
たはｘを時間平均したもので （ｔ）＝１／Ｔ∫ｔ ｔ−Ｔｘ（τ）ｄτ……(2
) ただしＴ；平均化するための時間間隔 ｔ；時刻 と定義される。
位置標定信号としてのｘ信号には測定誤差が入
りやすく、その値の変動が大きい。一方信号は
ｘ信号を時間平均したものであるから誤差が入り
にくく、その値もほぼ一定値になる。このため位
置標定としては信号の値から判断するのがよ
い。
りやすく、その値の変動が大きい。一方信号は
ｘ信号を時間平均したものであるから誤差が入り
にくく、その値もほぼ一定値になる。このため位
置標定としては信号の値から判断するのがよ
い。
ところで前述のラビング現象の解析に関する第
１図に示す装置では次のような欠点がある。
１図に示す装置では次のような欠点がある。
（） 信号の電圧値を読みとつて実際の距離
を算出するためには、電圧値から距離への較正
値が必要である。このため信号の波形を見て
直ちに実際の距離を推定するには困難を伴い、
モニタとしては使いずらい。
を算出するためには、電圧値から距離への較正
値が必要である。このため信号の波形を見て
直ちに実際の距離を推定するには困難を伴い、
モニタとしては使いずらい。
（） 信号が時間平均したものであるため、
例えば２個所で接触したときには両方の距離の
中間の距離に相当する電圧値を出力することに
なる。このように複数個所で接触するようなラ
ビング現象に対しては全く無力である。
例えば２個所で接触したときには両方の距離の
中間の距離に相当する電圧値を出力することに
なる。このように複数個所で接触するようなラ
ビング現象に対しては全く無力である。
本発明は上記の点に鑑み、位置標定信号のピー
クと回転パルスとの位相から直ちにラビング位置
を判別することができ、且つ、例えば２個所以上
でラビングが発生した場合でも正確に位置標定す
ることができるラビング位置標定装置に関するも
のである。
クと回転パルスとの位相から直ちにラビング位置
を判別することができ、且つ、例えば２個所以上
でラビングが発生した場合でも正確に位置標定す
ることができるラビング位置標定装置に関するも
のである。
本発明の特徴とするところは、静止部の２個所
に配設され、回転体と静止部とのラビング音を検
出する音響センサと、回転体の回転ごとに回転パ
ルス信号を発生する回転パルス信号発生手段とを
有し、前記２個所の音響センサへの音響信号の到
達時間差から軸方向のラビング位置を標定する装
置において、前記２個所の音響センサのうちいず
れか一方の音響センサからの距離で示すラビング
位置を時間信号で表わすとき、前記２個所の音響
センサの間隔が回転パルス信号の一間隔に対応す
るようにスケールに合わせさせておき、前記時間
信号で表わされたラビング位置の位相差を演算す
る第１演算手段と、ラビング領域をｎ等分したと
きｎ個のメモリをもち、１番目のメモリがラビン
グ領域の一方端の位置に、ｎ番目のメモリが他方
端の位置にそれぞれ対応するように調整されたメ
モリ装置を有し、前記第１演算手段の演算結果に
基づく信号が入力されるごとに、このラビング位
置に相当するメモリ装置のメモリにイベントを加
算し、前記回転パルス間隔からみた位置標定信号
のピーク位置がラビング位置を表示するような位
置標定信を作る第２演算手段と、第２の演算手段
からの出力信号をＤ／Ａ変換してアナログ信号と
して位置標定信号を得るＤ／Ａ変換器とを備え、
パルス間隔から見た位置標定信号のピークの位相
がラビング位置を表示するようにしたものであ
る。
に配設され、回転体と静止部とのラビング音を検
出する音響センサと、回転体の回転ごとに回転パ
ルス信号を発生する回転パルス信号発生手段とを
有し、前記２個所の音響センサへの音響信号の到
達時間差から軸方向のラビング位置を標定する装
置において、前記２個所の音響センサのうちいず
れか一方の音響センサからの距離で示すラビング
位置を時間信号で表わすとき、前記２個所の音響
センサの間隔が回転パルス信号の一間隔に対応す
るようにスケールに合わせさせておき、前記時間
信号で表わされたラビング位置の位相差を演算す
る第１演算手段と、ラビング領域をｎ等分したと
きｎ個のメモリをもち、１番目のメモリがラビン
グ領域の一方端の位置に、ｎ番目のメモリが他方
端の位置にそれぞれ対応するように調整されたメ
モリ装置を有し、前記第１演算手段の演算結果に
基づく信号が入力されるごとに、このラビング位
置に相当するメモリ装置のメモリにイベントを加
算し、前記回転パルス間隔からみた位置標定信号
のピーク位置がラビング位置を表示するような位
置標定信を作る第２演算手段と、第２の演算手段
からの出力信号をＤ／Ａ変換してアナログ信号と
して位置標定信号を得るＤ／Ａ変換器とを備え、
パルス間隔から見た位置標定信号のピークの位相
がラビング位置を表示するようにしたものであ
る。
〔発明の実施例〕
以下本発明のラビング位置標定装置の一実施例
を第３図により説明する。
を第３図により説明する。
静止体８の両端には音響センサ９，１０が配設
されており、この音響センサ９，１０によつてロ
ータ７が静止体８とラビングしたときの音響信号
を検出する。また、静止体側には、ロータ７の端
部に設けた突起１１に対向する位置に電磁ピツク
アツプ１２が配設されており、この突起１１と電
磁ピツクアツプ１２によつて回転パルス信号を得
る。そして、音響センサ９，１０のうちいずれか
一方の音響センサ（この例では音響センサ９）か
らの距離で示すラビング位置を時間信号で表わす
とき、前述の２個の音響センサ９，１０の間隔、
即ち静止体８の軸方向の幅が回転パルス信号の一
間隔に対応するようにスケール合わせされてい
る。
されており、この音響センサ９，１０によつてロ
ータ７が静止体８とラビングしたときの音響信号
を検出する。また、静止体側には、ロータ７の端
部に設けた突起１１に対向する位置に電磁ピツク
アツプ１２が配設されており、この突起１１と電
磁ピツクアツプ１２によつて回転パルス信号を得
る。そして、音響センサ９，１０のうちいずれか
一方の音響センサ（この例では音響センサ９）か
らの距離で示すラビング位置を時間信号で表わす
とき、前述の２個の音響センサ９，１０の間隔、
即ち静止体８の軸方向の幅が回転パルス信号の一
間隔に対応するようにスケール合わせされてい
る。
いま、ロータ７が１回転するうちに星印で示す
個所でラビングしたとすると、回転パルス信号Ｐ
に同期した形で音響センサ９，１０によつて音響
信号ＶAE １とＶAE ２を得る。そしてこれら音響信
号ＶAE １，ＶAE ２はともにロータ１回転に対し１
個所でピークとなる。
個所でラビングしたとすると、回転パルス信号Ｐ
に同期した形で音響センサ９，１０によつて音響
信号ＶAE １とＶAE ２を得る。そしてこれら音響信
号ＶAE １，ＶAE ２はともにロータ１回転に対し１
個所でピークとなる。
そこで、このように検出された音響信号ＶAE
１，ＶAE ２を、第４図に示す信号処理回路に入力
する。そこでは音響信号ＶAE １，ＶAE ２のピーク
が認められたときに時間差測定器１３に到達時間
差Δtiを測定する。続いて(1)式を用いて除算器１
４によりラビング位置ｘに換算する。
１，ＶAE ２を、第４図に示す信号処理回路に入力
する。そこでは音響信号ＶAE １，ＶAE ２のピーク
が認められたときに時間差測定器１３に到達時間
差Δtiを測定する。続いて(1)式を用いて除算器１
４によりラビング位置ｘに換算する。
次に、回転パルス信号Ｐの一間隔を例えば360
度に見立てこれを等間隔に分割し、前述の時間信
号で表わされた音響センサ９からの距離で示すラ
ビング位置の位相差θの信号を作る。回転パルス
信号Ｐの一間隔は音響センサ９，１０の間隔に対
応するようにスケール合わせさせてあるので、回
転パルス信号とラビング位置ｘに相当するところ
の位相差θのうちｉ番目の位相差θｉを次式で演
算器１５により求める。
度に見立てこれを等間隔に分割し、前述の時間信
号で表わされた音響センサ９からの距離で示すラ
ビング位置の位相差θの信号を作る。回転パルス
信号Ｐの一間隔は音響センサ９，１０の間隔に対
応するようにスケール合わせさせてあるので、回
転パルス信号とラビング位置ｘに相当するところ
の位相差θのうちｉ番目の位相差θｉを次式で演
算器１５により求める。
θｉ＝180゜＋ｘｉ／Ｌ×360゜ ……(3)
ただしＬ；音響センサ間の距離
次に、位相差θの信号は、回転パルス信号Ｐの
間隔を静止体８の軸方向幅とした位置標定信号
を作るメモリ演算器１６へ入力する。このメモリ
演算器１６は、ロータ７の音響センサ９，１０間
をラビング領域としてこのラビング領域の距離を
ｎ等分したとき、この分割数に相当するだけのメ
モリを持つメモリ装置が用意されている。例えば
静止体８の軸方向幅を360等分するときは360個の
メモリ（１）〜（360）がある。そして、こ
のメモリ演算器１６には、ラビングが発生する都
度、そのラビング位置に対応する信号、即ち位相
差θの信号が入力され、この位相差θに相当する
個所のメモリ（θ）にの内容に＋１を加算す
る。すなわち、Ｓ回目の演算におけるメモリ
（θ）の内容を（θ）で表わすと、次回の演算
内容は （θ）＋Ｋ→＋１（θ） ……(4) で表わされる。
間隔を静止体８の軸方向幅とした位置標定信号
を作るメモリ演算器１６へ入力する。このメモリ
演算器１６は、ロータ７の音響センサ９，１０間
をラビング領域としてこのラビング領域の距離を
ｎ等分したとき、この分割数に相当するだけのメ
モリを持つメモリ装置が用意されている。例えば
静止体８の軸方向幅を360等分するときは360個の
メモリ（１）〜（360）がある。そして、こ
のメモリ演算器１６には、ラビングが発生する都
度、そのラビング位置に対応する信号、即ち位相
差θの信号が入力され、この位相差θに相当する
個所のメモリ（θ）にの内容に＋１を加算す
る。すなわち、Ｓ回目の演算におけるメモリ
（θ）の内容を（θ）で表わすと、次回の演算
内容は （θ）＋Ｋ→＋１（θ） ……(4) で表わされる。
ただし、位相差信号の入力されたメモリではＫ
＝１、他のメモリではＫ＝０となる。
＝１、他のメモリではＫ＝０となる。
これは単純加算の例である。
次に、回転パルス信号のパルス間隔と音響セン
サ９，１０間または音波伝播時間との対応のさせ
方について説明する。
サ９，１０間または音波伝播時間との対応のさせ
方について説明する。
前述の(3)式で音響センサ９，１０間の距離がＬ
に設定されているならば、 xi＝−Ｌ／２のとき位相差θｉはθｉ＝０，xi＝０ のときθｉ＝180゜，xi＝Ｌ／２のときθｉ＝360゜と なる。そして、メモリ装置が360個のメモリを有
している場合、xi＝０のときは１番目、xi＝180
゜のときは180番目、xi＝360゜のときは360番目
のメモリＺ（１），Ｚ（180），Ｚ（360）が(4)式に
従い、＋１加算される。
に設定されているならば、 xi＝−Ｌ／２のとき位相差θｉはθｉ＝０，xi＝０ のときθｉ＝180゜，xi＝Ｌ／２のときθｉ＝360゜と なる。そして、メモリ装置が360個のメモリを有
している場合、xi＝０のときは１番目、xi＝180
゜のときは180番目、xi＝360゜のときは360番目
のメモリＺ（１），Ｚ（180），Ｚ（360）が(4)式に
従い、＋１加算される。
このように、ラビング位置標定信号のピーク
をみると、逆に位相差θｉがわかり、音源発生位
置がわかることになる。
をみると、逆に位相差θｉがわかり、音源発生位
置がわかることになる。
よつて、θｉ＝０近くにラビング位置標定信号
のピークが出れば、xi＝−Ｌ／２の静止体左端が音源 であり、また、θｉ＝360゜近くにラビング位置
標定信号のピークが出れば、xi＝Ｌ／２の静止体右端 が音源であることになる。
のピークが出れば、xi＝−Ｌ／２の静止体左端が音源 であり、また、θｉ＝360゜近くにラビング位置
標定信号のピークが出れば、xi＝Ｌ／２の静止体右端 が音源であることになる。
これらを考慮し、実際には、例えば次のような
手順で対応させる。
手順で対応させる。
即ち、まず、xi＝−Ｌ／２の静止体左端近くの位置
に何回かたたき音を発生させる。この音を発生さ
せながら音響センサ９，１０間の距離Ｌを変え
（即ち、音響センサ９，１０の間隔を変え）、θｉ
＝０のところにラビング位置標定信号のピーク
が出るようにする。
せながら音響センサ９，１０間の距離Ｌを変え
（即ち、音響センサ９，１０の間隔を変え）、θｉ
＝０のところにラビング位置標定信号のピーク
が出るようにする。
また、xi＝Ｌ／２の静止体右端近くの位置に何回か
たたきながら音を発生させる。この音を発生させ
ながらＬの値を変え、θｉ＝360゜のところにラ
ビング位置標定信号のピークができるようにＬ
の値を調整する。
ながらＬの値を変え、θｉ＝360゜のところにラ
ビング位置標定信号のピークができるようにＬ
の値を調整する。
以上のようにして回転パルス信号の間隔と音響
センサ間隔を対応させる。
センサ間隔を対応させる。
このように、ラビング位置に対応するメモリ装
置の各々のメモリに、ラビング発生頻度を単純加
算していくと、メモリ容量以上に加算され容量オ
ーバーを起こす場合がある。この容量オーバーを
起こさないように、メモリ（θ）を時間平均、
例えばエツクスポネンシヤルアベレージング、
（指数平均）即ち、過去のラビング発生頻度の重
みを小さく、現在のラビング発生頻度の重みを大
きくする加算方法を採用している。
置の各々のメモリに、ラビング発生頻度を単純加
算していくと、メモリ容量以上に加算され容量オ
ーバーを起こす場合がある。この容量オーバーを
起こさないように、メモリ（θ）を時間平均、
例えばエツクスポネンシヤルアベレージング、
（指数平均）即ち、過去のラビング発生頻度の重
みを小さく、現在のラビング発生頻度の重みを大
きくする加算方法を採用している。
このエツクスポネンシヤルアベレージング（指
数平均）では、ラビング位置より求めた位相差が
θｉであつた場合、位相差がθｉに対応するｉ番
目のメモリ（θｉ）の内容が次式の関係で変更
される。すなわち、Ｓ回目の演算におけるメモリ
の内容を（θ）で表すと、各メモリの内容は Ｋ−Ｚｓ（θ）／２Ｎ＋（θ）→＋１（θ
）……(5) で表わされる。
数平均）では、ラビング位置より求めた位相差が
θｉであつた場合、位相差がθｉに対応するｉ番
目のメモリ（θｉ）の内容が次式の関係で変更
される。すなわち、Ｓ回目の演算におけるメモリ
の内容を（θ）で表すと、各メモリの内容は Ｋ−Ｚｓ（θ）／２Ｎ＋（θ）→＋１（θ
）……(5) で表わされる。
ただし、Ｎ；時定数、イベント有りの場合
θ＝θｉでＫ＝１、イベントなしの場合θ≠θ
ｉでＫ＝０となる。このようにして位置標定信号
用のメモリの内容が定義される。
ｉでＫ＝０となる。このようにして位置標定信号
用のメモリの内容が定義される。
上記(5)式においては、時定数Ｎが小さい程最新
のラビング発生頻度の重みが大きくなり時定数Ｎ
が大きい程過去のラビング発生頻度のデータが加
味されていることになる。
のラビング発生頻度の重みが大きくなり時定数Ｎ
が大きい程過去のラビング発生頻度のデータが加
味されていることになる。
続いて（１）〜（360）の内容をＤ／Ａ変
換器１７を通すと、アナログ信号として位置標定
信号（ｔ）を得る。このＤ／Ａ変換器１７にお
けるＤ／Ａ変換は、回転パルスＰに同期して処理
される。
換器１７を通すと、アナログ信号として位置標定
信号（ｔ）を得る。このＤ／Ａ変換器１７にお
けるＤ／Ａ変換は、回転パルスＰに同期して処理
される。
次に、回転パルス信号Ｐに同期して演算メモリ
の内容に加算し取出し、位置標定信号を作り出
す処理方法を、第５図に示すフローチヤートによ
り具体的に説明する。
の内容に加算し取出し、位置標定信号を作り出
す処理方法を、第５図に示すフローチヤートによ
り具体的に説明する。
第５図において、ｉは音響発生位置を示す位相
差の番号を示し、ｊは演算メモリのアドレスの番
号を示す。処理手順は大きく二つのループに分け
られる。一方のループでは、先ず音響発生の有無
を調べる（101）。音響の発生したとき、ラビング
位置xiを(1)式により求め、続いて、このxiを(3)式
によつて位相差θｉに換算し（102）、該当する番
号ｉが求める。
差の番号を示し、ｊは演算メモリのアドレスの番
号を示す。処理手順は大きく二つのループに分け
られる。一方のループでは、先ず音響発生の有無
を調べる（101）。音響の発生したとき、ラビング
位置xiを(1)式により求め、続いて、このxiを(3)式
によつて位相差θｉに換算し（102）、該当する番
号ｉが求める。
他方のループは回転パルス信号Ｐに同期して演
算メモリの内容に加算しそれをとり出す処理であ
る。ここでは回転パルス信号Ｐと、かつ信号Ｐに
同期して信号Ｐよりメモリの個数倍だけ周波数の
高い信号P0を準備しておく。この信号P0は、演算
メモリのアドレスを１つずつ更新していく時のタ
イミングをとるために使用する。例えば、回転数
が100rpsでメモリが120個ならば、信号Ｐは100
Hzで、信号P0は100×120＝12000Hzの高周波信号
である。
算メモリの内容に加算しそれをとり出す処理であ
る。ここでは回転パルス信号Ｐと、かつ信号Ｐに
同期して信号Ｐよりメモリの個数倍だけ周波数の
高い信号P0を準備しておく。この信号P0は、演算
メモリのアドレスを１つずつ更新していく時のタ
イミングをとるために使用する。例えば、回転数
が100rpsでメモリが120個ならば、信号Ｐは100
Hzで、信号P0は100×120＝12000Hzの高周波信号
である。
そこで、他方のループでは、回転パルス信号Ｐ
の到来とともに演算メモリのアドレス番号ｊを先
頭のｊ＝１にセツトする（201）。このアドレス番
号ｊは、高周波信号P0のパルスの発生タイミング
でｊ＝１，２，３，……と更新されていく
（207）。さて、このような初期状態のもとでの信
号処理をさらに具体的に説明する。任意の時刻で
前記アドレス番号ｊが音響発生の位相差の番号ｉ
に一致しているかを調べる（202）。調べた結果、
一致しているときは、音響発生位置ｉとこれから
加算演算しようとしているアドレスの番号ｊが合
つているということだから、イベント有りという
ことでＫ＝１（203）、一致していないときこの位
相差の位置で音響が発生しているということでは
ないので、イベントなしということでＫ＝０とす
る（204）。このようにＫが定義されたので、(4)式
あるいは(5)式に従う演算を行なう（205）。この信
号が位置標定信号である。
の到来とともに演算メモリのアドレス番号ｊを先
頭のｊ＝１にセツトする（201）。このアドレス番
号ｊは、高周波信号P0のパルスの発生タイミング
でｊ＝１，２，３，……と更新されていく
（207）。さて、このような初期状態のもとでの信
号処理をさらに具体的に説明する。任意の時刻で
前記アドレス番号ｊが音響発生の位相差の番号ｉ
に一致しているかを調べる（202）。調べた結果、
一致しているときは、音響発生位置ｉとこれから
加算演算しようとしているアドレスの番号ｊが合
つているということだから、イベント有りという
ことでＫ＝１（203）、一致していないときこの位
相差の位置で音響が発生しているということでは
ないので、イベントなしということでＫ＝０とす
る（204）。このようにＫが定義されたので、(4)式
あるいは(5)式に従う演算を行なう（205）。この信
号が位置標定信号である。
次に、メモリの演算をするためのアドレスの番
号ｊが最終に達したか否かを問い（206）、NOの
場合には高周波信号P0の到来（207）を待つてア
ドレスの番号ｊを１つ更新する（208）。そして音
響発生の位相差の番号ｉとアドレスの番号ｊが一
致しているかを再度調べる（202。また、アドレ
ス番号ｊが最終に達したとき、他方のループの先
頭に戻る（201）。
号ｊが最終に達したか否かを問い（206）、NOの
場合には高周波信号P0の到来（207）を待つてア
ドレスの番号ｊを１つ更新する（208）。そして音
響発生の位相差の番号ｉとアドレスの番号ｊが一
致しているかを再度調べる（202。また、アドレ
ス番号ｊが最終に達したとき、他方のループの先
頭に戻る（201）。
更に、前記音響発生位置を示す位相差の番号ｉ
と演算メモリのアドレス番号ｊが一致したとき、
検出された音響発生位置はすでにメモリに演算さ
れたことを意味するので、アドレス番号ｉをクリ
ヤし（103）、再度音響発生の有無を調べるため
に、一方のループの先頭に戻る。
と演算メモリのアドレス番号ｊが一致したとき、
検出された音響発生位置はすでにメモリに演算さ
れたことを意味するので、アドレス番号ｉをクリ
ヤし（103）、再度音響発生の有無を調べるため
に、一方のループの先頭に戻る。
この処理手順を繰返すようにすれば、位置標定
信号を回転パルス信号Ｐに同期した形で取り出
すことができ、信号のピークが回転パルス間隔
のどの位相で立ち上がつているかによつて、ラビ
ング位置が判る。最終的には、第３図に示すよう
な位置標定信号のヒストグラムを出力する。
信号を回転パルス信号Ｐに同期した形で取り出
すことができ、信号のピークが回転パルス間隔
のどの位相で立ち上がつているかによつて、ラビ
ング位置が判る。最終的には、第３図に示すよう
な位置標定信号のヒストグラムを出力する。
このヒストグラムは横軸にロータにおける基準
点からの軸方向位置にとつてあり、縦軸に音響信
号が発生した位置ごとの頻度数をとつてある。
点からの軸方向位置にとつてあり、縦軸に音響信
号が発生した位置ごとの頻度数をとつてある。
このヒストグラムを見ることにより、特定の位
置のところにピークがあれば、その位置のところ
でラビング現象が発生していることがわかる。ラ
ビング現象が発生していなければ、ピークはあら
われず平担なヒストグラムになる。
置のところにピークがあれば、その位置のところ
でラビング現象が発生していることがわかる。ラ
ビング現象が発生していなければ、ピークはあら
われず平担なヒストグラムになる。
このようにして得られる位置標定信号は、第
３図に示すように表示され、回転パルス信号から
みた信号のピークの位相差θ１がラビング位置
標定結果である。
３図に示すように表示され、回転パルス信号から
みた信号のピークの位相差θ１がラビング位置
標定結果である。
第６図は２個所でラビングした場合の例におけ
る音響信号ＶAE １，ＶAE ２および位置標定信号
を示すものである。音響信号ＶAE １，ＶAE ２は前
述と同様に第４図に示す信号処理回路に入力さ
れ、第５図に示すフローチヤートによる処理方法
が実施され、２個所のピークが立ち上がる。この
結果、第６図に示すように回転パルス信号からみ
た信号のピークの位相差θ１，θ２がラビング
位置標定結果となる。なお、２個所でラビングし
た場合、第５図における処理101の番号ｉのメモ
リが２つｉ１，ｉ２あると考えればよい。
る音響信号ＶAE １，ＶAE ２および位置標定信号
を示すものである。音響信号ＶAE １，ＶAE ２は前
述と同様に第４図に示す信号処理回路に入力さ
れ、第５図に示すフローチヤートによる処理方法
が実施され、２個所のピークが立ち上がる。この
結果、第６図に示すように回転パルス信号からみ
た信号のピークの位相差θ１，θ２がラビング
位置標定結果となる。なお、２個所でラビングし
た場合、第５図における処理101の番号ｉのメモ
リが２つｉ１，ｉ２あると考えればよい。
本発明によれば以下の効果を奏するものであ
る。
る。
(i) 位置標定信号は回転パルスに同期した信号
となり、回転パルス間隔は軸長に対応している
ので、のピークと回転パルスとの位相差から
直ちにラビング位置が判り、モニタとして使い
やすい。
となり、回転パルス間隔は軸長に対応している
ので、のピークと回転パルスとの位相差から
直ちにラビング位置が判り、モニタとして使い
やすい。
(ii) 複数個所でのラビングが正確に位置標定でき
る。
る。
第１図は本願出願人が先に提案したラビング位
置標定装置の概略図、第２図は第１図に示す装置
における信号によつて得られる波形を示す図、第
３図は本発明のラビング位置標定装置の一実施例
とこの装置によつて得られる波形を示す図、第４
図は本発明装置の信号処理を示すブロツク図、第
５図は本発明装置における信号処理の一例を示す
フローチヤート、第６図は本発明のラビング位置
標定装置の他の例とこの装置によつて得られる波
形を示す図である。 ７……ロータ、８……静止体、９，１０……音
響センサ、１３……時間差測定器、１４……除算
器、１５……演算器、１６……メモリ演算器、１
７……Ｄ／Ａ変換器、ＶAE １，ＶAE ２……音響信
号、Ｐ……回転パルス信号。
置標定装置の概略図、第２図は第１図に示す装置
における信号によつて得られる波形を示す図、第
３図は本発明のラビング位置標定装置の一実施例
とこの装置によつて得られる波形を示す図、第４
図は本発明装置の信号処理を示すブロツク図、第
５図は本発明装置における信号処理の一例を示す
フローチヤート、第６図は本発明のラビング位置
標定装置の他の例とこの装置によつて得られる波
形を示す図である。 ７……ロータ、８……静止体、９，１０……音
響センサ、１３……時間差測定器、１４……除算
器、１５……演算器、１６……メモリ演算器、１
７……Ｄ／Ａ変換器、ＶAE １，ＶAE ２……音響信
号、Ｐ……回転パルス信号。
Claims (1)
- １ 静止部の２個所に配設され、回転体と静止部
とのラビング音を検出する音響センサと、回転体
の回転ごとに回転パルス信号を発生する回転パル
ス信号発生手段とを有し、前記２個所に配設され
た音響センサへの音響信号の到達時間差から軸方
向のラビング位置を標定するラビング位置標定装
置において、前記２個所の音響センサのうちいず
れか一方の音響センサからの距離で示すラビング
位置を時間信号で表わすとき、前記２個所の音響
センサの間隔が回転パルス信号の一間隔に対応す
るようにスケール合わせておき、前記時間信号で
表わされたラビング位置の位相差を演算する第１
演算手段と、ラビング領域をｎ等分したときｎ個
のメモリをもち、１番目のメモリがラビング領域
の一方端の位置に、ｎ番目のメモリが他方端の位
置にそれぞれ対応するように調整されたメモリ装
置を有し、前記第１演算手段の演算結果に基づく
信号が入力されるごとに、そのラビング位置に相
当するメモリ装置のメモリにイベントを加算し、
前記回転パルス間隔からみた位置標定信号のピー
ク位置がラビング位置を表示すような位置標定信
号を作る第２演算手段と、この第２演算手段から
出力信号を回転パルス信号に同期してＤ／Ａ変換
し位置標定信号を得るＤ／Ａ変換器とを備えたこ
とを特徴とするラビング位置標定装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14769279A JPS5672316A (en) | 1979-11-16 | 1979-11-16 | Rubbing position identifier |
| GB8035754A GB2064771B (en) | 1979-11-16 | 1980-11-06 | Device for identifying rubbing locations in rotating machines |
| DE3042655A DE3042655C2 (de) | 1979-11-16 | 1980-11-12 | Reibstellen-Ortungsgerät für umlaufende Maschinen |
| US06/206,643 US4377947A (en) | 1979-11-16 | 1980-11-13 | Device for identifying rubbing locations in rotating machines |
| FR8024314A FR2470959A1 (fr) | 1979-11-16 | 1980-11-14 | Dispositif pour identifier les endroits ou a lieu un frottement dans des machines tournantes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14769279A JPS5672316A (en) | 1979-11-16 | 1979-11-16 | Rubbing position identifier |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5672316A JPS5672316A (en) | 1981-06-16 |
| JPS6148662B2 true JPS6148662B2 (ja) | 1986-10-25 |
Family
ID=15436106
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14769279A Granted JPS5672316A (en) | 1979-11-16 | 1979-11-16 | Rubbing position identifier |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4377947A (ja) |
| JP (1) | JPS5672316A (ja) |
| DE (1) | DE3042655C2 (ja) |
| FR (1) | FR2470959A1 (ja) |
| GB (1) | GB2064771B (ja) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5834326A (ja) * | 1981-08-26 | 1983-02-28 | Hitachi Ltd | 回転機のラビング検出装置 |
| JPS58150859A (ja) * | 1982-03-03 | 1983-09-07 | Hitachi Ltd | 回転体の亀裂診断装置 |
| DE3406343A1 (de) * | 1984-02-22 | 1985-08-29 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 2800 Bremen | Verfahren zur ortung von signalquellen mit stoersignalunterdrueckung |
| JPS6219755A (ja) * | 1985-07-19 | 1987-01-28 | Hitachi Ltd | Ａｅ方式回転機異常診断システム |
| JPS62226033A (ja) * | 1986-03-28 | 1987-10-05 | Agency Of Ind Science & Technol | メカニカルシ−ル摺動状態評価装置 |
| US4730484A (en) * | 1986-06-20 | 1988-03-15 | Robert Olschefski | Missing bearing detector |
| JPH0711466B2 (ja) * | 1987-04-28 | 1995-02-08 | 株式会社荏原製作所 | メカニカルシールの運転状態監視方法 |
| US5445028A (en) * | 1992-09-18 | 1995-08-29 | Ametek Aerospace Products Inc. | Dynamic digital tracking filter |
| US5627761A (en) * | 1994-09-30 | 1997-05-06 | Carolina Power & Light Company | Internal alignment of rotating and stationary components within a steam or gas turbine |
| CA2208499A1 (en) | 1997-06-16 | 1998-12-16 | Hydro-Quebec | Electrically audible motorized wheel assembly and method thereof |
| US6418384B1 (en) | 1998-05-12 | 2002-07-09 | Rhodia, Inc. | Acoustic emission monitor, method and memory media for solid material processing machinery |
| US20040225604A1 (en) * | 2003-04-29 | 2004-11-11 | Foss Sheldon H. | System for providing a checkless checking account |
| US7538663B2 (en) | 2007-01-26 | 2009-05-26 | Csi Technology, Inc. | Enhancement of periodic data collection by addition of audio data |
| CZ306833B6 (cs) * | 2012-12-20 | 2017-08-02 | Doosan Ĺ koda Power s.r.o. | Způsob detekce a lokalizace částečného kontaktu rotor-stator při provozu turbíny |
| DE102013212252A1 (de) * | 2013-06-26 | 2014-12-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Turbine und Verfahren zur Anstreiferkennung |
| CN106414911B (zh) * | 2014-04-24 | 2019-05-31 | 诺沃皮尼奥内股份有限公司 | 监测旋转涡轮机中的旋转部分和静止部分之间的摩擦的方法、监测装置和涡轮机 |
| JP2021076533A (ja) * | 2019-11-12 | 2021-05-20 | 三菱重工業株式会社 | 回転機械のラビング検出装置および回転機械のラビング検出方法 |
| JP2022161074A (ja) * | 2021-04-08 | 2022-10-21 | 三菱重工業株式会社 | 回転機械のラビング位置同定装置、及び、ラビング位置同定方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2241553A1 (de) * | 1972-08-24 | 1974-02-28 | Daimler Benz Ag | Vorrichtung zur erkennung und ortung von fehlern an mit drehbaren teilen ausgestatteten maschinenelementen, insbesondere fahrzeugbaugruppen |
| JPS54149696A (en) * | 1978-05-16 | 1979-11-24 | Hitachi Ltd | Rubbing detection between rotary body and stationary body |
| US4196629A (en) * | 1978-10-23 | 1980-04-08 | Philips Gerald J | Fiber optic machinery performance monitor |
-
1979
- 1979-11-16 JP JP14769279A patent/JPS5672316A/ja active Granted
-
1980
- 1980-11-06 GB GB8035754A patent/GB2064771B/en not_active Expired
- 1980-11-12 DE DE3042655A patent/DE3042655C2/de not_active Expired
- 1980-11-13 US US06/206,643 patent/US4377947A/en not_active Expired - Lifetime
- 1980-11-14 FR FR8024314A patent/FR2470959A1/fr active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3042655C2 (de) | 1985-12-19 |
| FR2470959B1 (ja) | 1984-03-30 |
| JPS5672316A (en) | 1981-06-16 |
| FR2470959A1 (fr) | 1981-06-12 |
| DE3042655A1 (de) | 1981-06-04 |
| US4377947A (en) | 1983-03-29 |
| GB2064771B (en) | 1984-05-31 |
| GB2064771A (en) | 1981-06-17 |
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