JPS62142232A - 小形振動計 - 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】 〔発明の属する技術分野〕 この発明は、構造物の振動を電気信号と°して検出し、
振動のレベルを計測するための小形に形成された振動計
に関する。

〔従来技術とその問題点〕

電動機など、機械構造物の運転中に生じる振動は、回転
体自体の加工誤差や組立誤差に基づく不釣合い状態だけ
でなく、構成する部材の機械的。

電気的な経年変化たとえば部材相互間に生じるがたや、
電動機の巻線溝内の絶縁層の枯れによって生ずる隙間な
どにも適確な反応を示すことから、構造物の振動レベル
の計測は構造物の異常を監視するために不可欠のもので
ある〇 従来、模様振動の振動レベルは、一般に、振動の速度や
加速度を電気的に検出し、この検出された電気量を振動
の大きさを指示する振動計に入力して計測している。回
転機械を多数使用する′ｑ力。

鉄鋼、化学などの産業分野における大型プラントでは、
プラントの稼働率を向上させかつ保守、修理を効果的に
実施するため、振動による機械の状態の監視が積極的に
行なわれ、通常、監視員が定期的に巡回して振動を計測
している。しかじなから、 （１）振動のセンサをそのつど取り付けて計測するから
、振動の計測位置やセンサの設置方法などが必ずしも一
定せず、個人差が生じる。

（２）振動のセンサと振動計本体とが分離しているため
、計測に労力と時間とを要する。

（３）被計測対象がほとんど回転機械であり、センサの
取付けや振動の開側が機械の運転中に行なわれるため、
危険を伴う場合があり、ときとして計測が不用能な場合
も生ずる。

（４）振動計の操作に専門の技術と経験とが必要である
０ などの問題がある。このため、重要度の高い機械では、
振動計のセンサのみを機械の被割測部位に固定し、遠方
で集中的に振動レベルを」測して機械の異常全監視する
集中異常監視方式がとられる類１向にあるが、このよう
な振動開側システムは設置コストが高いのと、既設プラ
ントでは工事ができない場合があるという問題がある０
このため、振動センサと振動レベルの表示部とが一体化
され、かつ振動セ／すによって検出された振動レベルを
予め設定された複数の基準レベルのいずれに稿するかを
区分けして発光体によυ色別表示する簡易型振動監視装
置が同一出願人によシ考案され、前述の問題点の解決が
はかられている（特願昭６０−２０５５８１号）。しか
しこの振動監視装置では、表示された振動レベルがその
振動レベルの範囲内のどの辺の位置にあるかが分らない
ため、（１１振動の傾向すなわち表示された基準レベル
がたとえば要注意を表わすレベルであったとき、実際の
レベルが危険に近いレベルであるのか正常に近いレベル
であるのかの判別ができない。

（２）振動の絶対レベルを知りたいときに別の計測ｒ＝
が必要になる。

などの問題がある。

〔発明の目的〕

この発明は、前記従来の欠点を除去するとともに、前記
簡易型振動監視装置と同様、振動のセンサと振動レベル
の表示部とが一体化されかつ振動の絶対レベルの表示が
可能な小形振動計を提供することを目白りとする。

〔発明の要点〕

この発明は、構造物の振動の絶対レベルを計測する振動
計を、構造物の振動を電気信号として検出する回路と、
前記検出された電気信号を増幅する回路と、前記増幅さ
れた電気信号を積分する回路と、前記積分された電気信
号を検波する回路と、前記検波して得られたアナログ電
気信号をデジタル電気信号に変換する回路と、前記積分
回路を制御して計測対象となる振動の種類を設定しかつ
前記変換回路を制御しながら前記デジタル電気信号を用
いて前記設定された紳類の振動のレベルを演算するマイ
クロコンピュータと、前記演算された　ン振動のレベル
を表示する回路と、前記の各回路を動作させる電源とを
一体にして（ｊ４成し、構造物の被削ｄ（Ｉｊ部位に取
り付けて該部位の振動レベルを計測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。

〔発明の実施例〕

第１図に本発明に基づく振動計の回路構成を示す。図に
おいて、１は機械構造物の振動を電気信号として検出す
るための検出回路であって、機械振動の電気信号への変
換には、振動の加速度を検出する圧Ｘ型振動素子を使用
する。この検出回路１で検出された、振動加速度に比例
した電気信号は増幅回路２において増幅される。積分回
路３では、 ｆｌｌＭＤＩやＩＳＯなどの国際規格において規格化さ
れ機械振動の評価に使用される前出の基準レベルが、振
動速度や振動変位を用いて設定されている０ （２）機械の強度評価や人体への影響評価には振動加速
度が使用される。

などの理由から、加速度と速度と変位の３種の振動のう
ちいずれの振動レベルを計測するかにより、入力された
電気信号の積分回数がきめられる。すなわち、振動の加
速度を菱とすると速ルｊ−：Ａは父を１同極分すること
によシ得られ、変位Ｘはマを２目積分することにより得
られる。そこで、振動の変位振幅をＡ、角速度を０２時
間をｔとすると次のような関係になシ、正弦、余弦に対
する係数が異なってくる。

Ｘ＝Ａω２ｓｉｎωｔ ｘ　＝　Ｊ：ｆｆ１ｄｔ　＝　−Ａωｃｏｓωｔｘ　＝
　ｊＳ＊ａｔ　−ｄｔ　＝　−Ａｓ１ｎωｔこの、積分
回路ンこおける積分回数は、後述するマイクロコンピュ
ータによシ設定される。

積分回路３からの出力信号は、角速度ωをもった交流信
号のため、検波回路４において直流信号に変換する。こ
の直流のアナログ信号はアナログ−デジタル変換回路５
において２５６ビツトのデジタル信号に変換し、マイク
ロコンピュータ６へ出力する。

マイクロコンピュータ６では、０．２秒ごとにデータを
サンプリングし、サンプリング１０回のデータを平均化
して、予め設定された計測対象の振動（加速度、速度、
変位のいずれか）のレベルを演算し、この演算結果を後
述する表示回路に出力して、２秒間隔でデジタル表示さ
せる。このため、マイクロコンピュータ６は、 （１）外部から予め設定される計測対象の振動の柿類（
加速度、速度、変位）に従って積分回路３の積分回数と
振動レベルの演算係数とを制御する。

（２）データのサンプリング開始と停止とをアナログ−
デジタル変換回路に指示する。

（３）揚動レベルをデジタル表示するため表示回路７を
駆動する。

ように構成されている。

表示回路７では、発光ダイオードや液晶で振動のレベル
をデジタル表示させる。電源８は前記全回路１〜７を動
作させる電源である。

第２図に、本発明に基づいて構成された小形振動計の実
施例を示す。円筒状の本体ケース９の底部には、図中に
示す矢印方向の振動を検出する圧電型振ＭＪ索子１が固
定され、上方に上述の回路１〜６と表示回路７中の駆動
部７ｂ（図示せず）とが収容されている。表示回路の表
示部７ａは本体ケース上端面外部に配され、デジタル表
示された振動レベルの振動計外方からの読取９を可能に
している。本体ケース９の底部はねじ孔を備え、スタッ
ドなどのねじを用いて構造物の被計測部位に取り付ける
か、この底部を永久磁石とするか永久磁石を介して被計
測部位に吸着させる。

〔発明の効果〕

以上に述べたように、本発明によれば、構造物に取り付
けた小形な振動計のみから振動の絶対レベルか分かるた
め、 （１）振動のセンサをそのつど取り付ける必要がなく、
振動の計測に個人差を生じない。

（２）読み取った振動レベルから合理的な保修計画を立
案することができ、機械の稼動率向上や突発的事故の回
避に資することができる。

（３）振動のセンサと表示部とが一体化されているので
、ｉｔ　１ｌｔｌｌの労力と時間とが大幅に軽減される
０（４）振′ＭＪ肘か小形の単体に形成され何らの付帯
設備を必要としないから、異常振動の監視対象となる構
造物の範囲を拡大することができる。

などの効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の回路構成を示すブロック回路図、第２
図は第１図に示す回路を収容した小形振動計の実施例を
示す部分断面斜視図である。 １・・・・・・振動検出回路、２・・・・・・増幅回路
、３・・・・・・積分回路、４・・・・・・検波回路、
５・・・・・・アナログ−デジタル変換回路、６・・・
・・・マイクロコンピュータ、７・・・・・・表示回路
、８・・・・・・電源。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）構造物の振動レベルを計測する装置であつて、構造
   物の振動を電気信号として検出する回路と、前記検出さ
   れた電気信号を増幅する回路と、前記増幅された電気信
   号を積分する回路と、前記積分された電気信号を検波す
   る回路と、前記検波して得られたアナログ電気信号をデ
   ジタル電気信号に変換する回路と、前記積分回路を制御
   して計測対象となる振動の種類を設定しかつ前記変換回
   路を制御しながら前記デジタル電気信号を用いて前記設
   定された種類の振動のレベルを演算するマイクロコンピ
   ュータと、前記演算された振動のレベルを表示する回路
   と、前記の各回路を動作させる電源とを一体に構成し、
   構造物の被計測部位に取り付けて該部位の振動レベルを
   計測することを特徴とする小形振動計。