JPS6275095A - 回転式圧縮機の運転検査装置 - Google Patents

回転式圧縮機の運転検査装置

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JPS6275095A
JPS6275095A JP21597985A JP21597985A JPS6275095A JP S6275095 A JPS6275095 A JP S6275095A JP 21597985 A JP21597985 A JP 21597985A JP 21597985 A JP21597985 A JP 21597985A JP S6275095 A JPS6275095 A JP S6275095A
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noise
rotary compressor
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Hiroshi Maekawa
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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、回転式圧縮機の運転検査装置に関し、詳しく
は回転式圧縮機のシリンダへのゴミ入り等に起因する異
常運転を自動的に判別検査するようにしたものに関する
〈従来の技術) 従来より、冷凍装置に使用される圧縮機として回転式の
ものがある。このものは、例えば特開昭57−1781
16号公報に開示されるように、シリンダと、該シリン
ダに内接しながら偏心回転するロータと、該ロータの偏
心回転に応じてシリンダ内に出没するブレードとを備え
、該ブレードにより、上記シリンダとロータとで形成さ
れる空間を吸入室と圧縮室とに区画しながらロータの回
転に応じ【容積変化させることにより、冷媒を圧縮して
吐出するようにしたものである。
ところで、上記の如き回転式圧縮機の製作が完了した段
階で、通常、その試運転を行ってその入力電圧、入力電
流、吸入圧力、運転音等が正常か否かの運転検査が行わ
れている。そして、この場合、回転式圧縮機のシリンダ
へのゴミ入りやシリンダ、ロータに付いたキズ等に起因
する運転音異常については、一般に、熟練者による音感
検査により判別されているのが環状である。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上記シリンダへのゴミ入りやキズ等に起
因する運転音異常の音感検査では、主観に偏りがちで、
熟練者の疲れ等により判別にバラツキが生じ、客観的、
定量的な検査を行い得ないという欠点がある。
そこで、本発明者は、シリンダへのゴミ入り等のない良
品と、これがある不良品とに対し、その運転音をマイク
ロフォン等の騒音センサ又はその運転振動を振動センサ
を用いて計測したところ、良品では第6図(イ)に示す
ように、所定形状の入力波形が圧縮機用電動機の回転周
波数で規則正しく連続するのに対し、不良品では同図(
ロ)に示すように、1周期に相当する入力波形が振幅の
大きい高周波成分を含んで不規則になり、この波形がシ
リンダ内のゴミの移動やロータのキズのシリンダとの当
り具合に応じて上記第6図(イ)の規則正しく連続する
波形の途中に現れることを見出し、このことから入力波
形を信号処理して上記不規則な波形の存在を検出すれば
、シリンダのゴミ入りやロータのキズ等に起因する運転
音異常を定量的に検出できることが判った。
そこで、例えば入力波形を高速フーリエ変換(FFT)
等の周波数分析の手法を用いて信号処理し、その高周波
成分の有無を判定して、上記第6図(ロ)の不規則な波
形の存在を検出することにより、その運転音異常を判別
検査することが考えられる。しかしながら、上記第6図
(ロ)の不規則な波形はロータの回転に伴うゴミの動き
につれて突発的に短時間のあいだ局部的に発生ずること
から、入力波形を第7図に示す如く多周期に亘ってサン
プリングする必要があり、周波数分析時の計算量がかな
り多くなって高速処理性能が劣り、その判別検査を圧縮
機の製造ラインでの流れ作業下で行う場合には適用が困
難である。また、上記不規則な波形は上記規則正しく連
続する波形の途中に瞬時に現われて、これに含まれる高
周波成分の急変化に周波数分析が追随し難く、応答性が
悪(、検査精度はいきおい低くなる。しかも、ハードウ
ェアで構成されるため、装置が高価になるという欠点も
ある。
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目
的とするところは、回転式圧縮機の運転音波形又は運転
振動波形を多周期に亘って入力するものの、この入力波
形をソフトウェアにより信号処理し且つ極めて短時間の
評価単位でもって振幅の大きい高周波成分の有無を判別
するようにすることにより、高速処理性能を確保して圧
縮機の製造ラインでの流れ作業下での適用を可能にする
とともに、高周波成分の急斐化に対する応答性を高めて
検査精度の向上を図り、しかも装置を安価に提供しつつ
、シリンダのゴミ入り等に起因する運転音異常を熟練者
に頼ることな(客観的且つ定量的に自動検査することに
ある。
(問題点を解決するための手段) 上記目的を達成するため、本発明の解決手段は、第1図
に示すように、シリンダ(4)と、該シリンダ(4)内
を偏心回転するロータ(6)とで形成される空間を、該
ロータ(6)の偏心回転に応じて出没するブレード(8
)により容積変化させるようにした回転式圧縮機(A)
に対する運転検査装置として、上記回転式圧縮機(△)
の運転音又は運転振動を検出する検出手段(15)又は
(16)と、該検出手段(15)又は(16)により検
出した多周期分の検出信号の1周期分毎を波長方向に多
数に分割する分割手段(30)と、該分割手段(30)
で分割された検出信号の1つ1つを評価単位とし、該各
評価単位毎の振幅方向の変動量の合計値を各々算出する
算出手段(31)と、該算出手段(31)で算出された
各評価単位の変動量の合計値のうちの最大値を選び出す
最大値選出手段(32)と、該最大1i1’1選出手段
(32)で選び出された最大値又はこの最大値に関連す
る値を設定値と比較し、最大値又はこれに関連する値が
設定値以上のとき異音検出信号を出力する異音検出信号
出力手段(33)とを備える構成としたものである。
(作用) 以上により、本発明では、シリンダ〈4)のゴミ入り等
のない良品では、検出手段(15)又は(16)の出力
信号に振幅の大きい高周波成分が含まれていないことか
ら、この検出信号の各評価単位の変動量の合計値の最大
値又はこれに関連する値が設定値未満になるので、異音
検出信号出力手段(33)からは異音検出信号は出力さ
れない。
これに対し、シリンダ(4)のゴミ入り等のある不良品
では、検出信号に振幅の大きい高周波成分が含まれて、
各評価単位の変動量の合計値の最大値が大きくなり、こ
のことによりその最大値又はこれに関連する値が設定値
以上になって異音検出信号出力手段(33)から異音検
出信号が出力されるので、シリンダ(4)のゴミ入り等
に起因する運転音異常が熟練者の音感に頼ることなく客
観的かつ定量に自動検出される。
その際、検出信号の1周期分毎を多数に分割した1つ1
つを評価単位とし、この各評価単位毎に振幅方向の変動
量の合計値を算出しているので、短時間で局部的に発生
する振幅の大きい高周波成分を見逃すことがなく、シリ
ンダ(4)のゴミ入り等に起因する運転音異常は確実に
判別検出される。
また、各評価単位の振幅方向の変動量の合計値の算出、
この各合計値からの最大値の選出はソフトウェアにより
行われるので、この各算出9選出動作の処理時間は極め
て短い。このことにより、検出信号を多周期に亘ってサ
ンプリングしても、運転音異常の検出は短時間で済むの
で、圧縮機の流れ作業下でも十分に適用可能である。し
かも、装置全体が低価格で済む。
(実施例) 以下、本発明の実施例を第2図以下の図面に基づいて詳
細に説明する。
第2図および第3図は固定ブレード式の回転式圧縮機(
A)を示し、該回転式圧縮機(A)は、ケーシング(1
)内に、駆動用モータ(2)と、該駆動用モータ(2)
により駆動される圧縮部(3)とが密閉された密閉形圧
縮機であって、上記圧縮部(3)は、円筒形シリンダ(
4)と、上記駆動用モータ(2)の駆動軸(2’a)下
部にクランク軸(5)を介して連結され上記シリンダ(
4)の内周面(4a)に内接しながら偏心回転するロー
タ(6)と、シリンダ(4)の内周面〈4a)に出没自
在に且つS字状の線バネ(7)。
(7)によりロータ(6)側に付勢されて設けられ上記
ロータ(6)外周面に摺接するブレード(8)とを備え
、上記シリンダ(4)とロータ(6)とで形成される空
間(9)をブレード(8)により吸入室(10)と圧縮
室(11)とに区画しながらロータ(6)の偏心回転に
応じて容積変化させるように構成されている。また、上
記シリンダ(4)の内周面(4a)には、吸入室(10
)および圧縮室(11)に開口する吸入ポート(12)
および吐出ポート(13)が設けられている。
よって、駆動用モータ(2)の作動によりロータ(6)
をシリンダ(4)内周面に内接させながら第2図矢印方
向に偏心回転させることにより、冷媒ガスを吸入ポート
(12)から吸入室(10)に吸入するとともに、圧縮
室(11)の収縮変化により該圧縮室(11)内の冷媒
ガスを圧縮して吐出ポート(13)から外部に吐出する
ようにしたものである。
そして、上記回転式圧縮機(A)の近傍には、ケーシン
グ〈1)に近接して上記圧縮部(3)の運転音を検出す
るマイクロフォン等よりなる第1検出手段としての騒音
センサ(15)が配置されているとともに、上記ケーシ
ング(1)には、圧縮部(3)の運転振動を検出する第
2検出手段としての加速度センサ等よりなる振動センサ
(16)が磁石等により着脱自在に′vc宿されていて
、該両センサ(15)、(16)の検出信号はそれぞれ
判別装置(17)に信号の授受可能に接続されており、
該判別装置(17)により、上記圧縮部(3)のシリン
ダ(4)内へのゴミ入り、およびシリンダ(4)内周面
やロータ(5)表面に付いたキズ等に起因する運転音賃
常を判別検出するJ:うにしている。
上記判別装置(17)の内部には、第4図に示すように
、上記騒音センサ(15)からの運転音信号および振動
センサ(16)からの運転振動信号をそれぞれレベル調
整し且つ増幅する2個の増幅器(18)、(19)と、
該各別幅器(18)。
(19)からの信号のうち一方を後述するCPU(23
)からの指令信号に基づいて選択入力するマルチプレク
サ(20)と、該マルチプレクサ(20)からの運転音
信号又は運転振動信号をローパスフィルタ(21)およ
びA 、/ Dインターフェイス(22)を介して受け
るCPU (23>とが備えられている。該CPU (
23)は、第5図の作動フローに基づいて作動して、上
記圧縮部(3)のシリンダ(4)へのゴミ入りおよびシ
リンダ(4)やロータ(5)のキズ等に起因する運転音
の異常時に異音検出信号を出力するものである。そして
、該CPU (23)には[10ポート(24)を介し
て上記異音検出信号を受けてON作動する異常検出リレ
ー(RY)が接続されていて、該異常検出リレー(RY
)には該異常検出リレー(RY)のON作動時に点灯す
る運転異常表示ランプ(25)が接続されている。また
、上記CPU (23)には上記I10ボート(24〉
を介して、回転式圧縮機(A)の機種が操作者により選
択設定される機種設定器(26)が接続されているとと
もに、予め圧縮機の機種と該機秒毎に設定したシリンダ
(4)のゴミ入り時等での異音発生時に相当する複数個
の設定値とを入力記憶するROM(27)およびRAM
(28)が接続されている。
次に、第5図のCPU (23>の作動フローについて
説明する。スタートして、ステップ$1で上記騒音セン
サ(15)からの運転音信号(又は振動センサ(16)
からの運転振動信号)の1周期分毎を波長方向に多数(
例えば10等分)に分割した1つ1つを評価単位(セグ
メント)とする場合の検査セグメント番号nを′0°′
に初期設定する。また、ステップS2で上記検査セグメ
ントを、第8図に示すように、サンプリング周波数(例
えば84に+−12>で複数個(例えば104)に等分
割した場合の通し番号iを式 1=(nX103)+1
に基づいて計測するとともに、n番目の検査セグメント
の振幅方向の変#J邑の合計値Dnを“O゛に初期設定
する。
しかる後、ステップS3で第n番目の検査セグメントの
第1番目と第(i→−1)番目の間の振幅方向の変動量
IX(i +1>−X(i )lを演算して、これをそ
の変動量の合計値[)nに加算し、以上の動作をステッ
プS4で通し番号iが1=104X (n +1 >に
なるまで繰返して、最終的にn番目の検査セグメントの
振幅方向の変動量の合計値[)nを算出する。
その後、ステップS5以降で多数の検査セグメントの振
幅方向の変動量の合計値D+ 、D+・・・の最小値[
) minおよび最大値[)maxを選び出すべく、先
ずステップS5で第n@目の変!vI量の合計値Dnを
最小値1) minと大小比較し、[)min>Dnの
YESの場合にはステップS6で最小値D minをn
番目の合計値Dnに置換える一方、l)n+in≦Dn
のNoの場合にはステップS7で今痕はn@目の合計値
[)nを最大値[) maxと大小比較し、[)max
 <DnのYESの場合にはステップS8で最大値1)
 naxをn番目の合計値[)nに置換え、その後、ス
テップS9で検査セグメント番号nをII 111だけ
更新したのち、検査セグメント番号nをステップS 1
0で運転音信号(又は運転振動信号)の30周期分に相
当する所定値の300と大小比較し、n <300のN
Oの場合には以上の動作を繰返して、n番目の検査セグ
メントの振幅方向の変動量の合計値Dnを算出しながら
、最終的にその最小値D minと最大値[) max
とを選び出す。
そして、ステップSnで上記選び出した最大値1) m
axを最小値[)minで除算し、その演算結果値Rを
ステップSI2でシリンダ(4)へのゴミ入りやロータ
(6)のキズの付着状態時に相当する基準値、つまり良
品での許容差の最大値よりも若干大きい値R3Tと大小
比較し、R<RsvのYESの場合には良品と判断して
直ちに終了する一方、R≧R3TのYESの場合には不
良品と判断してステップ813で異常検出信号を発し、
これを異常検出リレー(Ry )に出力して終了する。
よって、上記第5図の作動フローにおいて、ステップS
1.SIOにより、30周期分の運転音信@(又は運転
振動信号)の1周期分毎を波長方向に10分割して検査
セグメント数nを300とした分割手段(30)を構成
している。また、ステップ82〜S4により、上記分割
手段(30)で分割された運転音信@(又は運転振動信
号)の1つ1つく検査セグメント)を評価単位とし、こ
の各評価単位の振幅方向の変動量の合計値D nを各々
算出するようにしだ幹出手段(31)を構成していると
ともに、ステップ87 、Ssにより、上記算出手段(
31)で算出された各評価単位(検査セグメント)の変
動量の合計値Dnの最大値Dn+axを選び出すように
した最大値選出手段(32)を構成している。さらに、
ステップSo〜S 13により、上記最大値選出手段(
32)で選び出された最大値1) maxを最小値1)
 minで徐した値R1つまり最大値[) maxに関
連する値を設定値R6Tと大小比較し、このlll!f
Rが設定値Rs−r以上のとき異音検出信号を出力づる
ようにした異音検出信号出力手段(33)を構成してい
る。
したがって、上記実施例においては、騒音センサ(15
)からの運転音信号(又は振動センυ−(16)からの
運転振動信号)の30周期分(第7図参照)が分割手段
(30)で−周期毎に10分割されて300個の検査セ
グメントが形成され、この検査セグメン1〜毎にその振
幅方向の変動量の合計値[)nが締出されて、そのうち
の最大値[)maxが最大値選出手段〈32)で選び出
される。この場合、シリンダ(4)のゴミ入りやシリン
ダ(4)、ロータ(6)にキズのない良品では、第6図
(イ)に示す如く振幅の大きい高周波成分のない規則正
しい波形が連続するので、最大値[)maxは小さい。
これに対し、上記シリンダ(4)のゴミ入り等のある不
良品では、規則正しい波形が連続する途中で同図〈口)
に示ずような振幅の大きい高周波成分を含む波形が現わ
れて、その高周波成分の存在に応じて最大値DIIIa
×が大きくなるので、最大値[) maxと最小値[)
 minとの比1)max/Dminが設定値R37以
上になって、異音検出信号出力手段(33)から異音検
出信号が異常検出リレー(Ry )に出力されて、運転
異常表示ランプ(25)が点灯するので、従来の如く熟
練者による主観に頼ることなく回転式圧縮機(A)のシ
リンダ(4)のゴミ入りやロータ(6)のキズ等に起因
する運転音異常を客観的、定量的に自動検出することが
できる。
その際、各検査セグメントでの波形の振幅方向の変動量
の合計値[)nの算出、およびその最大値Dmaxの選
出は第5図の作動フローに繕づくソフトウェアにより行
われるので、その動作時間は極めC短い。このため、第
6図(ロ)の不規則な波=    17   − 形を含むべく30周期分の運転音信号(又は運転振動信
号)を対象に300個の検査セグメントを形成しても、
上記運転音異常の判別検査はさほど時間を要しない。よ
って、圧縮機(A)の製造ラインでの流れ作業下で運転
検査を行う場合にも容易に適用可能である。
また、各検査セグメン1〜は、運転音信号(又は運転振
動信号)の一周期分の1/10に設定された極めて短い
時間であるので、第6図(ロ)の不規則な波形の発生に
対する応答性は良好であり、最大値選出手段〈32)で
選び出された最大値Dmaxは振幅の大きい高周波成分
の存在に応じてかなり高くなる。よって、運転音異常の
検出精度の向上を図ることができる。しかも、CPU 
(23>でのソフトウェア処理により運転音異常の検出
が行われるので、周波数分析装置等に較べて装置を安価
に提供することができる。
今、第9図に示すように、各検査セグメン1−での波形
の振幅方向の変#J量の合計値[)nを30周期分に亘
って図示した場合、シリンダ(4)にキズやゴミ入りの
ない同図(イ)の良品では最大値と最小値との比[) 
max / D minが「13」であるのに対し、同
図(ロ)に示すシリンダにキズのある不良品ではr25
.8jとなり、同図(ハ)に示すシリンダのゴミ入りの
ある不良品では「38゜8」と高い。このことから、シ
リンダにキズやゴミ入り等のある不良品を良品に対して
明確に判別できることが判る。
尚、上記実施例では、最大値と最小値との比Dmax/
[)minを設定値R3Tと大小比較して異常検出信号
を出力ずべきか否かを判定したが、その他、最大値[)
 maxそのものをこれに対応する設定値と大小比較し
たり、最大値[) maxを波形の振幅方向の変動量の
合計値[)nの平均値[)mで徐し、その演算値[)m
ax/[)mをこれに対応する設定値と大小比較して異
常検出信号の出力時を判定するようにしてもよい。この
場合、前者の最大値QmaXそのものを大小比較すると
きには、A 、/ Dイン、ターフェイス(22)等に
おける増幅率を常に一定にしない限り、それらの増幅率
が影響して最大値DIIla×の把握が不正確なものに
なる。また、後者の演算17[)max/()mを大小
比較するときには、平均値Dnの演算に要する時間だけ
判別時間が長くなるとともに、RAM (28)の記憶
容量が大になる。これに対し、上記実施例の如く最大値
と最小値との比D max / D lTl1nを大小
比較するものでは、上記の如き不都合はなく、しかも最
小値Dminは第9図(イ)〜(ハ)に示す如く各検査
セグメント間でほぼ同一値であるので、判別精成は高く
確保される。
また、上記実施例では、回転式圧締1(A)として、ブ
レード(8)先端がロータ(6)外周面に摺接する固定
ブレード式のものについて)本べたが、本発明は、単数
又は複数個のブレードをロータ側に設け、該ブレードの
先端をロータの偏心回転に応じてシリンダ内周面に固接
させるスライディングブレード式のものに対しても適用
できるものである。
さらに、異音検出信号出力手段(33)からの異音検出
信号により運転異常表示ランプ(25)を点灯させたが
、その他、警報ブザーを吹鳴させるなどの異常表現態様
を採ってもよい。また、振動センサ(16)としては、
加速度センサ以外に渦電流検知式の非接触トランスジュ
ーサや速成トランスジューサなどを用いてもよい。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明の回転式圧縮機の運転検査
装置によれば、被検査品の多周期に亘る運転音信号又は
運転振動信号の一周期角を波長方向に多数分割して多数
の短時間の評価単位を形成して、シリンダ内のゴミの動
き等に応じて突発的に発生する振幅の大きい高周波成分
に対しC応答性を高めてこれを確実に検出するとともに
、上記多周期に亘る多くの評価単位での波形の振幅方向
の変動量の合計値の最大値を求め、この最大値又はこれ
に関連する値を設定値と比較してソフトウェアにより運
転界雷を判別検査するようにしたので、熟練者による主
観に頼ることなくシリンダのゴミ入りやシリンダ、ロー
タのキズ等に起因する運転異常を客観的、定量的に自動
検出することができる。しかも、高速処理性能を確保し
て圧縮機の製造ラインでの流れ作業下での適用が可能で
あるとともに、検出精度が高く、且つ装置を安価に提供
できる利点を併有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構成を示す図、第2図ないし第5図は
本発明の実施例を示し、第2図は回転圧縮機の横断平面
図、第3図は同要部縦断正面図、第4図は判別装置の内
部構成を示す図、第5図はCPUの作動を示すフローチ
ャート図である。第6図ないし第9図は上記実施例の説
明図を示し、第6図(イ)、(ロ)はそれぞれ良品と不
良品とに対する運転音又は運転振動の信号波形を示す信
号波形図、第7図はシリンダへのゴミ入りのある不良品
の30周期分の運転音波形又は運転振動波形を時間軸を
短縮して描いた信号波形図、第8図は1検査セグメント
での波形の振幅方向の変動量の合計値を算出する場合の
説明図、第9図(イ)〜(ハ)は良品とシリンダにキズ
のある不良品とシリンダへのゴミ入りのある不良品とに
対してそれぞれ実測した場合の検査セグメンI〜での波
形の振幅方向の変動量の合計値の変化の様子を示す実験
結果図である。 (A)・・・回転式圧縮機、(4)・・・円筒形シリン
ダ、(6)・・・ロータ、(15)・・・騒音センサ、
(16)・・・振動センサ、〈17)・・・判別装置、
(23)・・・CPU、(30)・・・分割手段、(3
1)・・・算出手段、(32)・・・最大値選出手段、
(33)・・・異音検出信号出力手段。 特許出願人   ダイキン工業株式会社代  理  人
     弁理士  前  1)  弘 〜冒  □ニ
ブ しニー゛−1・ 第1図 第8図 トー1才灸紅グヌント一一 特開口862〜75095  (8) 宕

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)シリンダ(4)と、該シリンダ(4)内を偏心回
    転するロータ(6)とで形成される空間を、該ロータ(
    6)の偏心回転に応じて出没するブレード(8)により
    容積変化させるようにした回転式圧縮機(A)の運転検
    査装置であって、上記回転式圧縮機(A)の運転音又は
    運転振動を検出する検出手段(15)又は(16)と、
    該検出手段(15)又は(16)により検出した多周期
    分の検出信号の1周期分毎を波長方向に多数に分割する
    分割手段(30)と、該分割手段(30)で分割された
    検出信号の1つ1つを評価単位とし、該各評価単位毎の
    振幅方向の変動量の合計値を各々算出する算出手段(3
    1)と、該算出手段(31)で算出された各評価単位の
    変動量の合計値のうちの最大値を選び出す最大値選出手
    段(32)と、該最大値選出手段(32)で選び出され
    た最大値又はこの最大値に関連する値を設定値と比較し
    、最大値又はこれに関連する値が設定値以上のとき異音
    検出信号を出力する異音検出信号出力手段(33)とを
    備えたことを特徴とする回転式圧縮機の運転検査装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012137087A (ja) * 2010-12-22 2012-07-19 Nuovo Pignone Spa 圧縮機性能の相似試験
JP2018119899A (ja) * 2017-01-27 2018-08-02 新日鐵住金株式会社 管の内面検査方法
KR20210077740A (ko) * 2019-05-21 2021-06-25 시바우라 기카이 가부시키가이샤 예지 보전 판정 장치, 예지 보전 판정 방법 및 기억 매체

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