JPS62239026A - 回転機械の異物衝突診断装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は回転機械の異物衝突診断装置に関する。

〔従来の技術〕

タービンや送風機等の高速回転体は、上流側より異物が
飛来し回転翼欠損等を起こすことが知られている。

この回転翼損傷を検出する手段として、従来より振動検
出法が用いられているが、ある程度損傷が進行した場合
の検出は可能であるが、損傷の早期検出は困難であった
。この振動検出法による診断手法の改良案として、初期
損傷状態から検出可能な音響信号（主として超音波領域
）監視法がある。

例えば、原子炉の炉内構造物やその周辺機器の脱落等、
いわゆる、ルースパーツを検出する手法（特開昭５６−
１５４６２７号公報）が考えられる。

この発明では、ノイズを除去１〜でルースパーツ′を検
出する手段として、検出器の出力信号を包絡線回路に通
し、包絡線波形の立ち上り時と立ち下がり時の微分出力
を個別に取出し、包絡線波形出力と立ち上がり時の微分
出力が設定レベル以上で、立ち下がり時の微分出力が設
定レベル以下の時にルースバーツが発生したと判断Ｉ−
でいた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来技術では、ルースパーツ衝突が単発で発生した場合
は異物衝突の検出は可能であった。しかし、診断対象機
器によって連続的にルースパーツ衝突が発生する場合も
ある。

即ち、ルースパーツ衝突が連続的に発生した場合は、従
来技術では衝突の診断ができないという問題を有してい
た。

本発明の目的は、異物衝突が連続的に発生した場合でも
検出可能であり、更に、小粒異物と大粒異物の区別も可
能々回転機械の異物衝突診断装置を提供することにある
。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明では、送風機等の回転機械において上流側より異
物が飛来し回転翼等と衝突する際、衝突音（主に超音波
信号）が発生し、この音を軸受部に取付けた音響センサ
で検出できることを見出した点が基本となっている。

本発明は、軸受部に設置した音響センサ（ＡＥセセン等
）で衝突音（主に超音波領域の信号）を検出し、その出
力信号を処理することにより異物衝突の診断を即座に可
能とした。

〔作用〕

回転機械に異物の衝突が々い場合の正常時に対し、小粒
の異物が衝突した場合は、信号レベルが連続的に上昇す
る。甘た、大粒の異物が衝突した場合は衝突に応じ突発
波形が発生する。そこで、波形の信号レベル変化より小
粒の異物衝突の検出を、また、突発波形全検出すること
により大粒の異物衝突の検出ができる処理回路を設け、
更に、小粒、大粒の異物衝突検出回路の双方で異物衝突
があった場合を検出できる処理回路を設け、異物衝突を
現象別に診断可能ｌとした。

〔実施例〕

第１図において、回転機械の軸受部に音響センサＪを設
置する。音響センサ１の出力は増幅回路２で増幅され、
次に検波回路３で検波される。次に、検波回路３の出力
は小粒衝突検出回路２０に入力される。小粒衝突検出回
路２０では検波回路３の出力を平均値回路４に入力し、
平均値電圧に変換し、次に、平均値回路４の出力はＶ／
Ｆコンバータ５に入力する。Ｖ／Ｆコンバータ５は直流
電圧をパルスに変換するもので、平均値回路４の出力電
圧に比例したパルス数を出力する。更に、Ｖ／Ｆコンバ
ータ５の出力はカウンタ６ａに入力され、カウンタ６ａ
で単位時間当りに発生したパルスを計数し、計数された
パルス数に比例した直流電圧を規準器７ａに出力する。

規準器７ａではカウンタ６ａの出力が規準値を越えた場
合、アラームｔ　ｏａ’を動作させるための信号を出力
する。

一方、検波回路３の出力は大粒衝突検出回路３０に入力
される。大粒衝突検出回路３０では、検波回路３の出力
を比較回路８に人力する。比較回路８では、設定したし
きい値電圧を越えた信号が入力された場合、パルスに変
換し、その出力をカウンタ６ｂに入力する。カウンタ６
ｂではカウンタ６ａと同様の動作を行なう。次に規準器
７ｂでけカウンタ６ｂより出力される信号が基準値を越
えた場合、アラーム１０ｃｒ動作させるための信号を出
力する。更に、小粒衝突検出回路２０、大粒衝突検出回
路３０の出力は小粒、大粒同時発生検出回路４０に入力
される。小粒、大粒同時発生検出回路は簡単なＡＮＤ回
路等によって構成されるもので、小粒衝突検出回路２０
及び大粒衝突検出回路３０の出力が同時に出力された場
合のみ、アラーム１ｏｂｌ動作させるための信号を出力
する１゜ 次に以上の構成における検出動作を第２図、第３図に示
した各回路の出力波形図を参照しながら説明する。

回転機械では、第２図に示すように回転摺動音等が正常
動作時のパックグランドノイズとなる。

例えば、送風機では、上流側には異物を除去するための
フィルタが設けであるが、小粒の異物はフ、イルタを通
過してしまう。また、大粒の異物もフィルタを通過して
しまうことがあり、これらの異物が回転翼と衝突し、翼
損傷の原因となってしまう。

最初に小粒の異物が衝突する際の回路動作について説明
する。小粒の異物が回転翼と衝突すると、第２図に示す
ように、増幅回路２の出力波形はパックグランドノイズ
レベルに比し、その振幅が連続的に上昇する。即ち、小
粒衝突による音響信号が発生し、音響センサ１でその信
号が検出できる。

平均値回路４では第２図に示すように、増幅回路２の出
力を平均値に変換する。次に、Ｖ／ｌ’ｉ’コンバータ
５からけ同図に示すように電圧値に比例したパルスが出
力される。更に、カウンタ６ａ、規準器７ａで前述（７
た処理が々され、同図に示すように規準器７ａよりアラ
ーム１０ａ’！ｉ＝動作させるための信号が出力される
。

次に大粒の異物が衝突する際の回路動作について説明す
る。大粒の異物が衝突すると、第３図に示すように、衝
突により同図に示す突発波形が発生する。次に波形回路
３で同図に示すように検波され、その出力は同図に示す
しきい値電圧Ｅと比較され、しきい値電圧Ｅを越えた信
号が同図に示すように比較回路８の出力としてパルス信
号に変換される。更に、カウンタ６ｂ、規準器７ｂで前
述した処理がなされ、同図に示すように、規準器７ｂよ
りアラーム１０Ｃ’を動作させるための信号が出力され
る。

この動作により、小粒、大粒の異物衝突が現象別に検出
可能となる。また、小粒、大粒の異物はときおり、同時
に発生する場合がある。そこで、本発明では第１図の実
施例に示したように、小粒衝突検出回路２０、大粒衝突
検出回路３０の出力を小粒、大粒同時発生検出回路４０
に入力する。

小粒、大粒同時発生検出回路４０では、両回路の出力の
ＡＮＤ条件が成立したとき、アラーム１０ｂｆ動作させ
るための信号を出力する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、送風機やタービン等の高速回転体の回
転翼に衝突する異物を高感度で検出でき、しかも、小粒
及び大粒の異物衝突並びに両者の同時発生を現象別に検
出することができる。従って、オペレータはアラームが
点灯した時点で、アラーム全参照し々から回転機械の負
荷や送風機など運転条件を変え、異物衝突事故を回避し
て稼動率の向上が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の回転機械の異物衝突診断装
置のブロック図、第２図、第３図は第１図の効果を説明
するための出力波形図である。 １・・・音響センサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、回転機械の回転翼への異物衝突現象を検出するため
   の異物衝突診断装置において、 前記回転機械の軸受部に設置された音響センサと、前記
   音響センサで受信された信号を増幅し検波する手段と、
   通常運転時に対し音響信号の平均電圧レベルが規準値を
   越えた場合、小粒の異物衝突を知らせるアラームを点灯
   させるための第一の検出手段と、通常運転時に対し突発
   型の音響信号の発生数が規準値を越えた場合、大粒の異
   物衝突を知らせるアラームを点灯させるための第二の検
   出手段と、第一、第二の論理積をとることにより、小粒
   、大粒両方の同時衝突を知らせるためのアラームを点灯
   させるための第三の検出手段とから構成されることを特
   徴とする回転機械の異物衝突診断装置。