JP3530474B2 - Wing vibration measurement method and wing vibration monitoring system using the same - Google Patents
Wing vibration measurement method and wing vibration monitoring system using the sameInfo
- Publication number
- JP3530474B2 JP3530474B2 JP2000288124A JP2000288124A JP3530474B2 JP 3530474 B2 JP3530474 B2 JP 3530474B2 JP 2000288124 A JP2000288124 A JP 2000288124A JP 2000288124 A JP2000288124 A JP 2000288124A JP 3530474 B2 JP3530474 B2 JP 3530474B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- blade
- vibration
- phase
- amplitude
- component
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims description 12
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 title claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 234
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 68
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 62
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 48
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 claims description 25
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 18
- 239000011295 pitch Substances 0.000 claims description 10
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 9
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010432 diamond Substances 0.000 claims description 8
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 claims description 7
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 claims description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 6
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 49
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 34
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 14
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 14
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 11
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 10
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 8
- 230000006870 function Effects 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 5
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 4
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は翼振動計測方法及び
これを用いた翼振動監視システムに関し、具体的にはタ
ービン翼などに発生する翼振動の振幅、位相、周波数を
少数のセンサを用いて計測する翼振動計測方法及びこれ
を用いた翼振動監視システムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a blade vibration measuring method and a blade vibration monitoring system using the same, and more specifically, it uses a small number of sensors for the amplitude, phase and frequency of blade vibration generated in a turbine blade or the like. The present invention relates to a blade vibration measuring method for measuring and a blade vibration monitoring system using the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】タービンの動翼などに発生する翼振動を
非接触式センサを用いて計測する非接触翼振動計測方法
としては、従来、大きく分けて、非接触式センサを翼の
全周に数十点取り付け、これらのセンサによる各翼の検
出信号に基づいて各翼の振動の振幅、位相、周波数を求
める方法と、非接触式センサを翼の外周に1点又は2点
取り付け、こらのセンサによる各翼の検出信号に基づい
て各翼の振動の振幅のみを求める方法とがあった。2. Description of the Related Art Non-contact blade vibration measuring methods for measuring blade vibrations generated in turbine moving blades using a non-contact type sensor are generally roughly divided into non-contact type sensors for the entire circumference of the blade. Dozens of points are attached, a method for obtaining the amplitude, phase, and frequency of the vibration of each blade based on the detection signal of each blade by these sensors, and a non-contact type sensor is attached to the outer circumference of the blade at one or two points. There has been a method of obtaining only the amplitude of vibration of each blade based on the detection signal of each blade by a sensor.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】従って、従来は翼振動
の振幅だけでなく、位相や周波数も求めようとするとき
には少数の非接触式センサでは不可能であり、数十点以
上の非接触式センサを翼の全周に取り付ける必要があっ
た。このため、非接触式センサなどの計測設備に多大な
コストがかかり、また、センサ取り付け作業やメンテナ
ンスにも多くの手間やコストがかかっていた。Therefore, conventionally, when not only the amplitude of blade vibration but also the phase and frequency are to be obtained, it is impossible with a small number of non-contact type sensors, and several dozen or more non-contact type sensors are used. It was necessary to install the sensor all around the wing. For this reason, a large amount of cost is required for measuring equipment such as a non-contact type sensor, and much labor and cost are required for sensor mounting work and maintenance.
【0004】従って、本発明は上記の問題点に鑑み、少
数のセンサを用いてタービンロータなどの回転体の翼振
動の振幅、位相、周波数を求めることができる翼振動計
測方法及びこれを用いた翼振動監視システムを提供する
ことを課題とする。Therefore, in view of the above problems, the present invention uses a blade vibration measuring method capable of obtaining the amplitude, phase, and frequency of blade vibration of a rotor such as a turbine rotor using a small number of sensors. An object is to provide a blade vibration monitoring system.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する第1
発明の翼振動計測方法は、回転体に取り付けられた翼の
振動計測方法であって、翼の外周に配置した少なくとも
3点の非接触式翼センサの検出信号に基づいて、翼の通
過時間を計測する第1のステップ(図3のステップS
1)と、この翼通過時間の差を算出する第2のステップ
(図3のステップS2)と、この翼通過時間差から直流
成分(翼センサ相互で生ずる成分)を除去する第3のス
テップ(図3のステップS3)と、この直流成分を除去
した翼通過時間差に対し、周波数分析手段により周波数
分析をして翼振動の振幅Aと位相Cと次数比Bとを求め
る第4のステップ(図3のステップS4,ステップS
5)と、前記次数比Bに基づいて、翼振動を非同期成分
と同期成分と0.5H成分とに分類する第5のステップ
(図3のステップS6,ステップS7)と、非同期成分
に場合には(図3のステップS8)、前記位相Cの式に
ついてカーブフィットをして翼振動の次数比nと位相φ
とを求める第6のステップ(図4のステップS8−1)
と、前記振幅Aの式に前記第6のステップで求めた次数
比nを使って翼振動の振幅aを求める第7のステップ
(図4のステップS8−2)と、同期成分の場合には
(図3のステップS9)、次数比nをパラメータとして
2点法の式に対しカーブフィットをすることにより、翼
振動の振幅aと位相φとを求める第8のステップ(図5
のステップS9−1)と、この第8のステップでパラメ
ータとして与えた次数比nのなかから最適条件を選定す
ることより、振幅aと位相φとを選定する第9のステッ
プ(図5のステップS9−2)と、0.5H成分の場合
には(図3のステップS10)、次数比nをパラメータ
として2点法の式に対しカーブフィットをすることによ
り、翼振動の振幅aと位相φとを求める第10のステッ
プ(図6のステップS10−1)と、この第10のステ
ップでパラメータとして与えた次数比nのなかから最適
条件を選定することにより、振幅aと位相φとを選定す
る第11のステップ(図6のステップS10−2)と、
を有することを特徴とする。[Means for Solving the Problems] First to solve the above problems
The blade vibration measuring method of the invention is a method for measuring the vibration of a blade attached to a rotating body, wherein the blade transit time is calculated based on the detection signals of at least three non-contact blade sensors arranged on the outer periphery of the blade. First step of measurement (step S in FIG. 3)
1), the second step of calculating the difference between the blade passing times (step S2 in FIG. 3), and the third step of removing the DC component (component generated between the blade sensors) from the blade passing time difference. 3) and a fourth step (FIG. 3) for obtaining the amplitude A, the phase C, and the order ratio B of the blade vibration by performing frequency analysis on the blade passage time difference from which the DC component has been removed by frequency analysis means. Step S4, Step S
5), and a fifth step (steps S6 and S7 in FIG. 3) of classifying blade vibration into an asynchronous component, a synchronous component, and a 0.5H component based on the order ratio B. (Step S8 in FIG. 3), a curve fit is applied to the equation of the phase C, and the order ratio n of the blade vibration and the phase φ
Sixth step for obtaining and (step S8-1 in FIG. 4)
And a seventh step (step S8-2 in FIG. 4) of obtaining the amplitude a of the blade vibration by using the order ratio n obtained in the sixth step in the equation of the amplitude A, and in the case of the synchronous component (Step S9 in FIG. 3), an eighth step (FIG. 5) in which the amplitude a and the phase φ of the blade vibration are obtained by performing a curve fit to the equation of the two-point method using the order ratio n as a parameter.
Step S9-1) and the ninth step (step of FIG. 5) of selecting the amplitude a and the phase φ by selecting the optimum condition from the order ratio n given as a parameter in the eighth step. S9-2) and 0.5H component (step S10 in FIG. 3), the amplitude a and the phase φ of the blade vibration are obtained by performing a curve fit to the equation of the two-point method using the order ratio n as a parameter. The amplitude a and the phase φ are selected by selecting the optimum condition from the tenth step (step S10-1 in FIG. 6) for obtaining and the order ratio n given as a parameter in this tenth step. An eleventh step (step S10-2 in FIG. 6),
It is characterized by having.
【0006】また、第2発明の翼振動計測方法は、第1
発明の翼振動計測方法において、前記第4のステップの
周波数分析手段は、前記直流成分を除去した翼通過時間
差に対し、フーリエ変換をして翼振動の振幅A、位相
C、次数比Bを求める第12のステップ(図3のステッ
プS4)と、この第12のステップで求めた翼振動の振
幅A、位相C、次数比Bを初期値として、前記直流成分
を除去した翼通過時間差に対し、カーブフィットをして
翼振動の振幅A、位相C、次数比Bを求める第13のス
テップ(図3のステップS5)と、を有することを特徴
とする。The blade vibration measuring method of the second invention is the first method.
In the blade vibration measuring method of the invention, the frequency analyzing means in the fourth step obtains the amplitude A, the phase C, and the order ratio B of the blade vibration by performing a Fourier transform on the blade passage time difference from which the DC component has been removed. With the twelfth step (step S4 in FIG. 3) and the blade passage time difference from which the DC component is removed, with the amplitude A, the phase C, and the order ratio B of the blade vibration obtained in the twelfth step as initial values, A thirteenth step (step S5 in FIG. 3) of performing curve fitting to obtain the amplitude A, the phase C, and the order ratio B of the blade vibration.
【0007】また、第3発明の翼振動計測方法は、第2
発明の翼振動計測方法において、非同期成分の場合に
は、第1発明の第7のステップの後に、前記第13のス
テップで求めた次数比Bを利用して次数比のカーブフィ
ット条件Zを作成する第14のステップ(図3のステッ
プS8−3)と、このカーブフィット条件Zに基づいて
カーブフィットを行うことにより、翼振動の振幅aと位
相φとを求める第15のステップ(図3のステップS8
−4)と、このカーブフィットの結果からカーブフィッ
ト条件Zの最適条件を選定して、翼振動の次数比nと振
幅aと位相φとを選定する第16のステップ(図3のス
テップS8−5)と、を有することを特徴とする。The blade vibration measuring method of the third invention is the second method.
In the blade vibration measuring method of the invention, in the case of an asynchronous component, after the seventh step of the first invention, a curve fitting condition Z of the order ratio is created by using the order ratio B obtained in the thirteenth step. 14th step (step S8-3 in FIG. 3) and a fifteenth step (FIG. 3 in FIG. 3) for obtaining the amplitude a and the phase φ of the blade vibration by performing curve fitting based on the curve fitting condition Z. Step S8
-4), and the 16th step of selecting the optimum condition of the curve fitting condition Z from the result of the curve fitting, and selecting the order ratio n of the blade vibration, the amplitude a, and the phase φ (step S8- in FIG. 3). 5) and are included.
【0008】また、第4発明の翼振動計測方法は、第
1,第2又は第3発明の翼振動計測方法において、カー
ブフィットをする際に、数値解析又はタッピングによる
静的試験の予測値を境界条件として反映することを特徴
とする。Further, the blade vibration measuring method of the fourth invention is the blade vibration measuring method of the first, second or third invention, in which the predicted value of the static test by numerical analysis or tapping is used when curve fitting is performed. It is characterized by being reflected as a boundary condition.
【0009】また、第5発明の翼振動計測方法は、回転
体に取り付けられた翼の振動計測方法であって、第1発
明の第1から第3のステップに代えて、翼の外周に等ピ
ッチに配置した少なくとも4点の非接触式翼センサの検
出信号に基づいて、各翼の翼通過時間を計測する第17
のステップ(図14のステップS21)と、この翼通過
時間の差を算出する第18のステップ(図14のステッ
プS22)と、この翼通過時間差の差を算出して直流成
分を除去する第19のステップ(図14のステップS2
3)と、を有し、第1発明の第4のステップ以降のアル
ゴリズムは、第1,第2,第3又は第4発明のアルゴリ
スムを実施することを特徴とする。The blade vibration measuring method of the fifth aspect of the invention is a method for measuring the vibration of a blade attached to a rotating body, wherein, instead of the first to third steps of the first aspect of the invention, the outer circumference of the blade is equalized. Seventeenth, which measures the blade transit time of each blade based on the detection signals of at least four non-contact blade sensors arranged in the pitch
(Step S21 in FIG. 14), the eighteenth step (step S22 in FIG. 14) for calculating the difference between blade passing times, and the nineteenth step for calculating the difference in blade passing time difference to remove the DC component. Step (step S2 in FIG. 14)
3), and the algorithm after the fourth step of the first invention is characterized by performing the algorithm of the first, second, third or fourth invention.
【0010】また、第6発明の翼振動計測方法は、回転
体に取り付けられた翼の振動計測方法であって、第1発
明の第1及び第2のステップに代えて、翼の外周に配置
した少なくとも2点の非接触式翼センサの検出信号に基
づいて、翼の通過時間を計測する第20のステップ(図
17のステップS31)と、この翼通過時間から、常に
回転の基準点からの時間差をとることにより、直流成分
を除去する第21のステップ(図17のステップS3
2)と、を有し、第1発明の第3のステップ以降のアル
ゴリズムは、第1,第2,第3又は第4発明のアルゴリ
スムを実施することを特徴とする。A blade vibration measuring method according to a sixth aspect of the present invention is a method for measuring the vibration of a blade attached to a rotating body, which is arranged on the outer periphery of the blade instead of the first and second steps of the first aspect of the invention. 20th step (step S31 of FIG. 17) of measuring the passage time of the blade based on the detection signals of the at least two non-contact blade sensors, and from this blade passage time, the reference point of rotation is always used. The 21st step of removing the DC component by taking the time difference (step S3 of FIG. 17)
2) and, and the algorithm after the third step of the first invention is characterized by implementing the algorithm of the first, second, third or fourth invention.
【0011】また、第7発明の翼振動計測方法は、回転
体に取り付けられた翼が連成状態で振動しているときの
翼の振動計測方法であって、翼の外周に配置した少なく
とも3点の非接触式翼センサの検出信号に基づいて、翼
の通過時間を計測する第1のステップ(図25のステッ
プS51)と、この翼通過時間から直流成分を除去する
第2のステップ(図25のステップS52)と、この直
流成分を除去した翼通過時間に対して周波数分析を行っ
てピーク値を検索し、その後、各ピークについて位相差
を確認する第3のステップ(図25のステップS53)
と、この位相差に基づいて次数比nを算出する第4のス
テップ(図25のステップS54)と、この次数比と、
前記周波数分析の結果とを併せて、ノーダルダイア数N
dを算出する第5のステップ(図25のステップS5
5)と、各翼の通過時間を周波数分析する第6のステッ
プ(図25のステップS56)と、この周波数分析によ
り算出したスペクトルを折り返しを考慮して展開する第
7のステップ(図25のステップS57)と、この展開
したスペクトルに基づき、前記第4のステップで算出し
た次数比nに最もピークの各翼の振動の振幅と位相をサ
ーチする第8のステップ(図25のステップS58)
と、理論的に求まる各ピークの位相と、前記第8のステ
ップで求めた実際の位相とを比較して正しい次数比nを
求める第9のステップ8(図25のステップS59)
と、この第9のステップで求めた各ピークの次数比nを
節直径モード法の式に初期値として与えてカーブフィッ
トをすることにより、最も正しい次数比nを求める第1
0のステップ(図25のステップS60)と、この第1
0のステップで求めた次数比nに基づいて、各翼の振動
の振幅aと位相φとを求める第11のステップ(図25
のステップS61)と、を有することを特徴とする。Further, the blade vibration measuring method of the seventh invention is a blade vibration measuring method when the blades attached to the rotating body vibrate in a coupled state, and at least three blades are arranged on the outer circumference of the blade. A first step (step S51 in FIG. 25) of measuring the passage time of the blade based on the detection signal of the non-contact blade sensor at the point and a second step (FIG. 25) of removing the DC component from the passage time of the blade. 25) and the blade passage time from which the DC component has been removed, frequency analysis is performed to search for a peak value, and then a third step (step S53 in FIG. 25) of confirming the phase difference for each peak. )
And a fourth step (step S54 in FIG. 25) of calculating the order ratio n based on this phase difference, and the order ratio,
Combined with the results of the frequency analysis, the Nodal diamond number N
Fifth step of calculating d (step S5 of FIG. 25)
5), a sixth step (step S56 in FIG. 25) of frequency analysis of the passage time of each blade, and a seventh step (step of FIG. 25) of developing the spectrum calculated by this frequency analysis in consideration of folding back. S57) and the eighth step of searching the amplitude and phase of the vibration of each blade having the highest peak in the order ratio n calculated in the fourth step based on the developed spectrum (step S58 in FIG. 25).
And the phase of each peak theoretically obtained is compared with the actual phase obtained in the eighth step to obtain a correct order ratio n, ninth step 8 (step S59 in FIG. 25).
Then, the order ratio n of each peak obtained in the ninth step is given as an initial value to the equation of the nodal diameter mode method to perform curve fitting, thereby obtaining the most accurate order ratio n.
0 step (step S60 of FIG. 25) and this first
The eleventh step (FIG. 25) of obtaining the amplitude a and the phase φ of the vibration of each blade based on the order ratio n obtained in the step 0
And step S61).
【0012】また、第8発明の翼振動計測方法は、連成
状態で回転体に取り付けられた翼の振動計測方法であっ
て、第7発明の第1のステップに代えて、翼の外周に等
ピッチで配置した少なくとも3点の非接触式翼センサの
検出信号に基づいて、翼の通過時間を計測する第12の
ステップ(図34のステップS71)と、この翼通過時
間の差を算出する第13のステップ(図34のステップ
S72)と、を有し、第7発明の第2のステップ以降の
アルゴリズムは、第7発明のアルゴリスムを実施するこ
とを特徴とする。Further, the blade vibration measuring method of the eighth invention is a vibration measuring method of a blade attached to a rotating body in a coupled state, wherein the blade outer circumference is replaced by the first step of the seventh invention. Based on the detection signals of at least three non-contact blade sensors arranged at equal pitches, the twelfth step of measuring the blade passage time (step S71 in FIG. 34) and the difference between the blade passage times are calculated. And a thirteenth step (step S72 in FIG. 34), and the algorithm after the second step of the seventh invention is characterized by implementing the algorithm of the seventh invention.
【0013】また、第9発明の翼振動監視システムは、
第1,第2,第3,第4,第5,第6,第7又は第8発
明の翼振動計測方法によって計測した翼振動データを監
視装置に伝送して、翼振動の監視を行うように構成した
ことを特徴とする。The blade vibration monitoring system of the ninth invention is
The blade vibration data measured by the blade vibration measuring method of the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, or eighth invention is transmitted to a monitoring device to monitor the blade vibration. It is characterized in that it is configured in.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【0015】<実施の形態1>・・・最適化法I
図1は本発明の実施の形態1(最適化法I)に係る翼振
動計測システムのセンサ配置図である。同図に示すよう
に、タービンロータ10は、回転軸11の外周面に多数
(例えば60枚)の動翼12が周方向に一定の間隔で設
けられている。それぞれのタービン翼12には1番から
順番に番号(例えば1番から60番までの番号)を設定
している。回転軸11の外周面にはキー溝13が形成さ
れている。<Embodiment 1> ... Optimization Method I FIG. 1 is a sensor layout view of a blade vibration measuring system according to Embodiment 1 (optimization method I) of the present invention. As shown in the figure, in the turbine rotor 10, a large number (for example, 60) of moving blades 12 are provided on the outer peripheral surface of a rotating shaft 11 at regular intervals in the circumferential direction. Numbers (for example, numbers 1 to 60) are set in order from 1 for each turbine blade 12. A key groove 13 is formed on the outer peripheral surface of the rotating shaft 11.
【0016】そして、タービン翼12の外周には3点の
非接触式の翼センサ14−1,14−2,14−3が周
方向に所定の間隔で配設されている。これらの翼センサ
14−1,14−2,14−3は近接センサであり、タ
ービンロータ10の回転により、それぞれのタービン翼
12がそれぞれの翼センサ14−1,14−2,14−
3の取り付け位置に達した時点(タービン翼の先端部が
センサと対向した時点)で翼検出信号を出力する。ま
た、タービン回転軸11の外周には非接触式のキー溝セ
ンサ15が配設されている。このキー溝センサ15も近
接センサであり、タービンロータ10の回転により、キ
ー溝13がキー溝センサ15の取り付け位置に達した時
点(キー溝がセンサと対向した時点)でキー溝検出信号
(回転パルス)を出力する。On the outer periphery of the turbine blade 12, three non-contact blade sensors 14-1, 14-2, 14-3 are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction. These blade sensors 14-1, 14-2, 14-3 are proximity sensors, and the rotation of the turbine rotor 10 causes each turbine blade 12 to have its blade sensors 14-1, 14-2, 14-.
A blade detection signal is output at the time when the mounting position of No. 3 is reached (when the tip of the turbine blade faces the sensor). Further, a non-contact type key groove sensor 15 is arranged on the outer periphery of the turbine rotating shaft 11. The key groove sensor 15 is also a proximity sensor, and when the key groove 13 reaches the mounting position of the key groove sensor 15 by rotating the turbine rotor 10 (when the key groove faces the sensor), a key groove detection signal (rotation) is generated. Pulse) is output.
【0017】なお、翼センサ14−1,14−2,14
−3やキー溝センサ15としては、タービン翼12やキ
ー溝13を非接触で検出可能なものであればよく、光セ
ンサなど、適宜のセンサを用いることができる。The blade sensors 14-1, 14-2, 14
-3 and the key groove sensor 15 are not limited as long as they can detect the turbine blade 12 and the key groove 13 in a non-contact manner, and an appropriate sensor such as an optical sensor can be used.
【0018】図1中のSθ1 ,Sθ2 ,Sθ3 は、それ
ぞれの翼センサ14−1,14−2,14−3の取付角
度である。即ち、キー溝センサ15の取付位置(回転パ
ルスの出力位置)から各翼センサ14−1,14−2,
14−3までの角度である。また、BN θはN番目のタ
ービン翼12の取付角度である。即ち、キー溝15の取
付位置(回転パルスの出力位置)からN番目のタービン
翼12までの角度である。例えば1番目のタービン翼1
2の取付角度はB1 θ、2番目のタービン翼12の取付
角度はB2 θ、3番目のタービン翼12の取付角度はB
3 θである。Sθ 1 , Sθ 2 and Sθ 3 in FIG. 1 are the mounting angles of the blade sensors 14-1, 14-2 and 14-3, respectively. That is, from the mounting position of the key groove sensor 15 (output position of the rotation pulse) to each of the blade sensors 14-1, 14-2,
It is an angle up to 14-3. B N θ is the mounting angle of the Nth turbine blade 12. That is, it is the angle from the attachment position of the key groove 15 (output position of the rotation pulse) to the Nth turbine blade 12. For example, the first turbine blade 1
The mounting angle of 2 is B 1 θ, the mounting angle of the second turbine blade 12 is B 2 θ, and the mounting angle of the third turbine blade 12 is B
3 θ.
【0019】図2は本発明の実施の形態1(最適化法
I)に係る翼振動計測システムの構成を示すブロック図
である。同図に示すように、翼センサ14−1,14−
2,14−3の翼検出信号d1N, d2N,d3Nは時計16
−1,16−2,16−3にそれぞれ入力される。キー
溝センサ15のキー溝検出信号(回転パルス)eは、そ
れぞれの時計16−1,16−2,16−3と時計17
とに入力される。時計16−1,16−2,16−3で
は、キー溝センサ15から最初のキー溝検出信号eを入
力したら、これをきっかけとして、それ以後の時間を連
続的に計測する。そして、時計16−1,16−2,1
6−3では、翼センサ14−1,14−2,14−3か
ら翼検出信号d1N,d2N,d3Nを入力するごとに、当該
翼検出信号d1N,d2N,d3Nを入力した時点の時間(翼
通過時間)T1N,T2N,T3NをCPU18に出力する。
つまり、翼通過時間T1N,T2N,T3Nは、それぞれのタ
ービン翼12が1回転に1回翼センサ14−1,14−
2,14−3を通過する時間である。FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a blade vibration measuring system according to the first embodiment (optimization method I) of the present invention. As shown in the figure, the blade sensors 14-1, 14-
The blade detection signals d 1N, d 2N and d 3N of 2 , 14-3 are the clock 16
-1, 16-2, 16-3 are input respectively. The key groove detection signals (rotational pulses) e of the key groove sensor 15 are clocks 16-1, 16-2, 16-3 and clock 17 respectively.
Entered in and. In the watches 16-1, 16-2, 16-3, when the first key groove detection signal e is input from the key groove sensor 15, this is used as an opportunity to continuously measure the time thereafter. And the clocks 16-1, 16-2, 1
In 6-3, blade detection signal from the blade sensor 14-1, 14-2, 14-3 d 1N, d 2N, each time entering the d 3N, enter the blade detection signal d 1N, d 2N, the d 3N The time (blade passage time) T 1N , T 2N , and T 3N at the time of the output is output to the CPU 18.
That is, the blade passing times T 1N , T 2N , and T 3N are the blade sensors 14-1 and 14- once for each rotation of the turbine blade 12.
It is time to pass through 2, 14-3.
【0020】なお、何れのタービン翼の振動かを特定す
る必要がない場合には、キー溝検出信号を用いず、単に
計測のきっかけとなる信号を与えてもよい。また、ター
ビン翼の特定をする場合においても、必ずしもキー溝検
出信号に限定するものではなく、その他、適宜の特定手
段を用いてもよい。例えば、何れかのタービン翼に加工
を施して、当該加工部分を翼センサが検出したときに基
準のパルス信号を出力するようにしてもよい。When it is not necessary to identify which turbine blade vibration, the key groove detection signal may not be used and a signal that triggers measurement may be simply given. Also, when identifying the turbine blade, the identification is not necessarily limited to the key groove detection signal, and other appropriate identifying means may be used. For example, one of the turbine blades may be processed and a reference pulse signal may be output when the blade sensor detects the processed portion.
【0021】翼検出信号d1N,d2N,d3N及び翼通過時
間T1N,T2N,T3NにおけるNは翼番号である。翼検出
信号d1N,d2N,d3Nと各翼12との対応、即ち、何番
目にCPU18に入力した翼通過時間T1N,T2N,T3N
が何番のタービン翼12のものかは、センサ取付角度S
θ1 ,Sθ2 ,Sθ3 や翼取付角度BN θによって一義
的に決まるため、このことを予めCPU18に記憶して
おくことにより、CPU18において判断する。 N in the blade detection signals d 1N , d 2N , d 3N and blade passage times T 1N , T 2N , T 3N is a blade number. Correspondence between the blade detection signals d 1N , d 2N , d 3N and each blade 12, that is, the blade passing time T 1N , T 2N , T 3N input to the CPU 18
The number of the turbine blade 12 depends on the sensor mounting angle S
Since it is uniquely determined by θ 1 , Sθ 2 , Sθ 3 and the blade mounting angle B N θ, this is stored in the CPU 18 in advance, and the CPU 18 makes the determination.
【0022】時計17では、キー溝センサ15からキー
溝検出信号eを入力してから次のキー溝検出信号eを入
力するまでの時間、即ち、タービンロータ10が1回転
するのに要する回転周期Tr を順次計測してCPU18
に出力する。なお、必ずしもキー溝検出信号eを回転基
準信号として用いる必要はなく、その他、適宜の信号を
回転周期Tr などを求めるための回転基準信号として用
いてもよい。In the timepiece 17, the time from the input of the key groove detection signal e from the key groove sensor 15 to the input of the next key groove detection signal e, that is, the rotation cycle required for the turbine rotor 10 to make one rotation CPU 18 measures T r sequentially
Output to. Note that the key groove detection signal e does not necessarily have to be used as the rotation reference signal, and an appropriate signal may be used as the rotation reference signal for obtaining the rotation cycle T r and the like.
【0023】詳細は後述するが、CPU18では時計1
6−1,16−2,16−3から入力した翼通過時間T
1N,T2N,T3Nや時計17から入力したロータ回転周期
Trなどに基づいて、各タービン翼12に発生した振動
の振幅a、位相φ、振動数f b (回転次数比n)を算出
する。As will be described in detail later, the CPU 1 uses the clock 1
Blade passing time T input from 6-1, 16-2, 16-3
1N, T2N, T3NRotation cycle input from the clock or clock 17
TrVibration generated in each turbine blade 12 based on
Amplitude a, phase φ, frequency f bCalculate (rotational order ratio n)
To do.
【0024】CPU18で算出された各翼12の振動振
幅a、位相φ、振動数fb は、送信器19によって遠方
監視装置20へ伝送される。遠方監視装置20では、現
場から送信されてきた各タービン翼12の振動の振幅
a、位相φ、振動数fb を、受信器21で受信し、CP
U22で信号処理して表示器23に表示する。従って、
作業員は表示器23に表示される各タービン翼12の振
動の振幅a、位相φ、振動数fb をみることにより、各
タービン翼12の振動状態を監視することができる。The vibration amplitude a, the phase φ, and the frequency f b of each blade 12 calculated by the CPU 18 are transmitted to the remote monitoring device 20 by the transmitter 19. In the remote monitoring device 20, the receiver 21 receives the amplitude a, the phase φ, and the frequency f b of the vibration of each turbine blade 12 transmitted from the site, and CP
The signal is processed in U22 and displayed on the display 23. Therefore,
The operator can monitor the vibration state of each turbine blade 12 by viewing the amplitude a, the phase φ, and the frequency f b of the vibration of each turbine blade 12 displayed on the display 23.
【0025】ここで、図3〜図6のフローチャートなど
に基づき、CPU18におけるタービン翼12の振動振
幅a、位相φ、振動数fb の演算処理について詳述す
る。Here, the calculation processing of the vibration amplitude a, the phase φ, and the frequency f b of the turbine blade 12 in the CPU 18 will be described in detail with reference to the flowcharts of FIGS.
【0026】まず、全タービン翼12の通過時間T1N,
T2N,T3Nを計測する(図3のステップS1)。この具
体的な計測方法は上記の通りである。ここで計測した翼
通過時間T1N,T2N,T3Nを式で表すと、次の(1),
(2),(3)式のようになる。First, the passage time T 1N of all the turbine blades 12,
T 2N and T 3N are measured (step S1 in FIG. 3). The specific measuring method is as described above. The blade passing times T 1N , T 2N , and T 3N measured here are expressed by the following equation (1),
Expressions (2) and (3) are obtained.
【0027】[0027]
【数1】 [Equation 1]
【0028】これらの式は1点法の式として知られてい
るものである。ここで、Tr はロータ回転周期、即ち、
タービンロータ10が1回転するのに要する時間であ
る。このロータ回転周期Tr は上記のようにキー溝セン
サ15のキー溝検出信号eに基づいて計測する。或い
は、1回転分の翼通過時間(タービン翼が60枚あれ
ば、60点の翼通過時間)を積算してもよく、また、こ
れを何回転分かで平均して求めてもよい。rはロータ回
転、即ち、タービンロータ10が何回転したかを表して
いる。このロータ回転rはCPU18においてロータ回
転周期Tr の入力回数をカウントすることにより求める
ことができる。或いは、キー溝センサ15のキー溝検出
信号eをカウントしてロータ回転rを求めてもよい。f
b1〜fbxは翼振動数であり、CPU18において回転次
数比nとロータ回転数Ωとの積(n・Ω)を計算するこ
とにより求めることができる。Ωはロータ回転数であ
り、CPU18においてロータ回転周期Tr の逆数(1
/Tr )を計算することにより求めることができる。a
1 (fb1)〜aX (fbx)は翼振動の振幅であり、翼振動数
fb1〜fbxで与えられる関数である。φ1 (fb1)〜φX
(fbx)は翼振動の位相であり、翼振動数fb1〜fbxで与
えられる関数である。These equations are known as one-point equations. Here, T r is the rotor rotation period, that is,
This is the time required for the turbine rotor 10 to rotate once. The rotor rotation period T r is measured based on the key groove detection signal e of the key groove sensor 15 as described above. Alternatively, the blade passage time for one rotation (if there are 60 turbine blades, the blade passage time at 60 points) may be integrated, or the blade passage time may be averaged over several rotations. r represents the rotor rotation, that is, the number of rotations of the turbine rotor 10. The rotor rotation r can be obtained by counting the number of inputs of the rotor rotation cycle T r in the CPU 18. Alternatively, the rotor rotation r may be obtained by counting the key groove detection signal e of the key groove sensor 15. f
b1 ~f bx is the number of vanes vibration can be determined by calculating the product (n · Omega) and the rotation order ratio n and the rotor rotational speed Omega in CPU 18. Ω is the rotor rotation speed, and is the reciprocal of the rotor rotation cycle T r (1
It can be obtained by calculating / T r ). a
1 (f b1) ~a X ( f bx) is the amplitude of the blade vibration is a function given by the wing frequency f b1 ~f bx. φ 1 (f b1 ) ~ φ X
(f bx ) is the phase of the blade vibration, and is a function given by the blade frequencies f b1 to f bx .
【0029】uは周速であり、CPU18においてロー
タ回転数Ωとタービンロータ10の外周(翼の先端部が
描く円周)の長さLとの積(Ω・L)を計算することに
より求めることができる。BN θ及びSθ1 ,Sθ2 ,
Sθ3 は上記のようにタービン翼12や翼センサ14−
1,14−2,14−3の取付角度であり、予めメモリ
などに記憶しておいてCPU18での演算処理に用い
る。n1 〜nx は回転次数比であり、ロータ回転数Ωと
翼振動数fb との比(fb/Ω)である。U is a peripheral speed, which is obtained by calculating the product (Ω · L) of the rotor rotational speed Ω and the length L of the outer circumference (circumference drawn by the tip of the blade) of the turbine rotor 10 in the CPU 18. be able to. B N θ and Sθ 1 , Sθ 2 ,
Sθ 3 is determined by the turbine blade 12 and the blade sensor 14-
The mounting angles of 1, 14-2 and 14-3 are stored in advance in a memory or the like and used for the arithmetic processing in the CPU 18. n 1 to n x are rotation order ratios, which are ratios (f b / Ω) between the rotor rotation speed Ω and the blade vibration frequency f b .
【0030】そして、上記(1),(2),(3)式に
おいて1項目及び2項目は直流成分であり、翼振動の有
無にかかわらずに存在する成分である。翼振動が発生し
ていないときには、この直流成分だけになる。そして、
(1),(2),(3)式の3項目以降が翼振動に関わ
る成分である。Then, in the above equations (1), (2) and (3), the first and second items are DC components, which are components that exist regardless of the presence or absence of blade vibration. When no blade vibration occurs, this DC component is the only component. And
The components after the third item in the equations (1), (2), and (3) are the components related to blade vibration.
【0031】図7には1番の翼12の通過時間T11,T
21,T31の例を示す。図7において縦軸は角度θ(セン
サ取付角度)、横軸は時間Tである。タービンロータ1
0が1回するごとに1回づつ翼センサ14−1,14−
2,14−3により1番の翼12が検出されて、翼検出
信号d11,d21,d31が出力される。そして、これらの
翼検出信号d11,d21,d31に基づいて翼通過時間
T11,T21,T31を順次計測する。例えば翼通過時間T
11についてみると図8に示すようなる。図8は縦軸が時
間T、横軸がロータ回転rである。なお、このときの計
測データ点数は例えば32点とする。FIG. 7 shows the passage times T 11 and T of the first blade 12.
21 and T 31 are shown below. In FIG. 7, the vertical axis represents the angle θ (sensor mounting angle) and the horizontal axis represents the time T. Turbine rotor 1
Wing sensors 14-1, 14- once every 0 times
2,14-3 by being detected that flies wings 12, wings detection signal d 11, d 21, d 31 is output. Then, the blade passing times T 11 , T 21 , T 31 are sequentially measured based on these blade detection signals d 11 , d 21 , d 31 . For example, the wing passage time T
Looking at 11 is as shown in FIG. In FIG. 8, the vertical axis represents time T and the horizontal axis represents rotor rotation r. The number of measurement data points at this time is, for example, 32 points.
【0032】続いて、翼通過時間T1N,T2N,T3Nの差
を算出する(図3のステップS2)。即ち、翼センサ1
4−1と翼センサ14−2との間の翼通過時間差(T1N
−T 2N)、翼センサ14−2と翼センサ14−3との間
の翼通過時間差(T2N−T3N)、翼センサ14−1と翼
センサ14−3との間の翼通過時間差(T1N−T3N)を
それぞれ算出する。翼番号1番のタービン翼12を例に
挙げると、翼通過時間差(T11−T21)、(T21−
T31)、(T11−T31)を算出する。この翼通過時間差
(T11−T21)、(T21−T31)、(T11−T31)を式
で表すと、次の(4),(5),(6)式のようにな
る。Next, the blade passing time T1N, T2N, T3NDifference
Is calculated (step S2 in FIG. 3). That is, the wing sensor 1
Blade passing time difference (T) between 4-1 and blade sensor 14-21N
-T 2N), Between the wing sensor 14-2 and the wing sensor 14-3
Wing passage time difference (T2N-T3N), Wing sensor 14-1 and wing
Blade passage time difference (T1N-T3N)
Calculate each. Taking turbine blade 12 with blade number 1 as an example
For example, the wing passage time difference (T11-Ttwenty one), (Ttwenty one−
T31), (T11-T31) Is calculated. This wing passage time difference
(T11-Ttwenty one), (Ttwenty one-T31), (T11-T31) Is the expression
It can be expressed by the following equations (4), (5) and (6).
It
【0033】[0033]
【数2】 [Equation 2]
【0034】これらの(4),(5),(6)式は2点
法の式として知られているものである。(4),
(5),(6)式において1項目は直流成分であり、2
項目以降が翼振動に関わる成分である。このような翼通
過時間差を求めることにより、上記(1),(2),
(3)式における1項目の直流成分(Tr ・r)を除去
することができる。このとき、例えば(T11−T21)に
ついて図示すると、翼振動の状態によって図9(a),
(b),(c)の3通りの場合に分けられる。These equations (4), (5) and (6) are known as two-point equations. (4),
In equations (5) and (6), one item is the DC component,
The following items are components related to blade vibration. By obtaining such a blade passing time difference, the above (1), (2),
It is possible to remove one item of the DC component (T r · r) in the equation (3). At this time, for example, when (T 11 −T 21 ) is shown in FIG.
It is divided into three cases of (b) and (c).
【0035】図9(a)は翼振動が生じていない場合
(以下、ケースIという)であり、(T11−T21)は上
記(4)式の直流成分(Tr ・r)/(2π)に相当す
る一定値となる。図9(b)は翼振動が生じている場合
であって、且つ、ロータ回転と同期した翼振動成分のみ
がある場合(以下、ケースIIという)である。この場合
には点線で示す実際の振動に対して、毎回同じ値を計測
することになる。なお、この場合の直流レベルは図9
(a)に示す翼振動発生前の直流レベルよりも増加す
る。図9(c)はロータ回転と同期していない翼振動成
分が1つある場合(以下、ケースIII という)である。
この場合には点線で示す実際の翼振動よりも緩やかに変
化する(低周波数の)正弦波の翼振動として観測され
る。FIG. 9A shows the case where no blade vibration occurs (hereinafter referred to as case I), and (T 11 -T 21 ) is the direct current component (T r · r) / (of the above equation (4). It becomes a constant value corresponding to 2π). FIG. 9B shows the case where the blade vibration is generated and only the blade vibration component synchronized with the rotor rotation is present (hereinafter referred to as case II). In this case, the same value is measured every time for the actual vibration indicated by the dotted line. The DC level in this case is shown in FIG.
It is higher than the DC level before the blade vibration shown in (a). FIG. 9C shows the case where there is one blade vibration component that is not synchronized with the rotor rotation (hereinafter referred to as case III).
In this case, it is observed as a (low-frequency) sinusoidal blade vibration that changes more slowly than the actual blade vibration shown by the dotted line.
【0036】続いて、(T11−T21)、(T21−
T31)、(T11−T31)の値から、直流成分(Tr ・
r)/(2π)を除去する(図3のステップS3)。こ
のことによって翼振動成分のみが得られる。直流成分を
除去する方法として、次の(1),(2),(3)の方
法がある。
(1)理論値により除去する方法。
(2)翼振動を起こしていないタイミングの計測データ
により除去する方法。
(3)実際の計測データの移動平均値を算出し、この移
動平均値により除去する方法。Then, (T 11 −T 21 ), (T 21 −
From the values of (T 31 ) and (T 11 −T 31 ), the DC component (T r
r) / (2π) is removed (step S3 in FIG. 3). As a result, only the blade vibration component is obtained. There are the following methods (1), (2), and (3) as methods for removing the DC component. (1) Method of removing by theoretical value. (2) A method of removing the blade vibration based on measurement data at the timing when it does not occur. (3) A method of calculating a moving average value of actual measurement data and removing the moving average value.
【0037】上記(1)の方法は、直流成分(Tr ・
r)/(2π)の値を算出し、この値を(T11−
T21)、(T21−T31)、(T11−T31)の値から差し
引く方法である。なお、この算出に際しては計測したロ
ータ回転周期Tr 及びロータ回転rを用いる。上記
(2)の方法は、ある翼振動を起こしていないときの
(T11−T21)、(T21−T31)、(T11−T31)の計
測値を求め、このときのロータ回転数Ωと翼振動を起こ
しているときのロータ回転数Ωとの比によって前記計測
値を補正し、この補正した計測値を、振動を起こしてい
るときの計測データ(T11−T 21)、(T21−T31)、
(T11−T31)の値から差し引く方法である。In the method (1), the DC component (Tr・
r) / (2π) is calculated, and this value is calculated as (T11−
Ttwenty one), (Ttwenty one-T31), (T11-T31) Value
It is a method of pulling. In this calculation, the measured
Data rotation cycle TrAnd the rotor rotation r. the above
The method of (2) is used when a certain blade is not vibrating.
(T11-Ttwenty one), (Ttwenty one-T31), (T11-T31) Total
Obtain the measured value, and generate rotor vibration Ω and blade vibration at this time.
Measurement by the ratio with the rotor speed Ω
Correct the value and correct the measured value
Measurement data (T11-T twenty one), (Ttwenty one-T31),
(T11-T31) Is the method of subtracting from the value.
【0038】上記(3)の方法は計測データ(T11−T
21)、(T21−T31)、(T11−T 31)の移動平均値を
算出するこによって直流成分の値を求め、この移動平均
値(直流成分値)を、計測データ(T11−T21)、(T
21−T31)、(T11−T31)の値から差し引く方法であ
る。この場合、単純な移動平均を求めてもよく、重み付
けをしてもよい。即ち、公知の移動平均法を適宜用いる
ことができる。この移動平均法を用いた方法ではタービ
ン翼の熱変形などによる緩やかな直流成分の変化を的確
にとらえることができるため、移動平均法を用いて直流
成分を除去することが最も望ましい。The above method (3) uses the measurement data (T11-T
twenty one), (Ttwenty one-T31), (T11-T 31) Moving average
By calculating the value of the DC component, this moving average
Value (DC component value), measured data (T11-Ttwenty one), (T
twenty one-T31), (T11-T31) Value is subtracted from
It In this case, a simple moving average may be calculated and weighted
You may be hurt. That is, a known moving average method is appropriately used
be able to. This method using the moving average method
Accurate change of gradual DC component due to thermal deformation of blade
Can be captured by using the moving average method.
It is most desirable to remove the components.
【0039】続いて、上記何れかの方法によって直流成
分を除去した3つの計測データ(T 11−T21)、(T21
−T31)、(T11−T31)に対して周波数分析を行うこ
とにより、翼振動の振幅A、位相C、回転次数比Bを求
めとともにピークサーチを行う(図3のステップS
4)。つまり、計測した翼振動には何個(何種類)の回
転次数比Bが含まれているか、即ち、計測した翼振動は
何種類の周波数の合成波となっているのかを求める。周
波数分析手法としては、例えばFFT(Fast Fourier T
ransform) などを用いる。但し、(T11−T21)、(T
21−T31)、(T11−T31)の3つの振動波形があるた
め、それぞれについてFFTを行って、全データの平均
又は積からピークを探す。Then, a DC component is formed by any of the above methods.
Three measurement data (T 11-Ttwenty one), (Ttwenty one
-T31), (T11-T31) Frequency analysis
By calculating the amplitude A, phase C, and rotational order ratio B of the blade vibration,
A peak search is performed (step S in FIG. 3).
4). In other words, how many (how many)
Whether the order ratio B is included, that is, the measured blade vibration is
Find out how many kinds of frequencies are combined. Lap
As a wave number analysis method, for example, FFT (Fast Fourier T
ransform) is used. However, (T11-Ttwenty one), (T
twenty one-T31), (T11-T31) Has three vibration waveforms
Therefore, FFT is performed for each and the average of all data
Or find the peak from the product.
【0040】図10(a),(b),(c)にはそれぞ
れのケースI,II,III の場合の周波数分析例を示す。
図10(a)に示すケースIではピークが現れていな
い。図10(b)に示すケースIIでは回転次数比Bが0
Hの位置にピークが現れている。図10(c)に示すケ
ースIII では0H以外の回転次数比Bの位置にピークが
現れている。但し、ここでの回転次数比Bは、エリアジ
ング(折り返し現象)を起こした波形として観測される
ため、最大0.5Hである。即ち、それぞれの翼センサ
14−1,14−2,14−3ではそれぞれの翼12を
タービンロータ10が1回転する間に1回しか計測しな
いため、サンプリングの定理から、回転次数比の最大は
0.5となる。例えば実際の回転次数比が2.4H、
3.0H、3.5Hである場合、ここで得られる回転次
数比は0.4H、0H、0.5Hとなる。FIGS. 10A, 10B, and 10C show examples of frequency analysis in cases I, II, and III, respectively.
In case I shown in FIG. 10A, no peak appears. In case II shown in FIG. 10B, the rotation order ratio B is 0.
A peak appears at the H position. In case III shown in FIG. 10C, a peak appears at the position of the rotational order ratio B other than 0H. However, the rotational order ratio B here is 0.5 H at maximum because it is observed as a waveform that causes aliasing (folding phenomenon). That is, since each blade sensor 14-1, 14-2, 14-3 measures each blade 12 only once while the turbine rotor 10 makes one rotation, from the sampling theorem, the maximum rotation order ratio is It becomes 0.5. For example, the actual rotation order ratio is 2.4H,
In the case of 3.0H and 3.5H, the rotation order ratios obtained here are 0.4H, 0H and 0.5H.
【0041】続いて、直流成分を除去した3つの計測デ
ータ(T11−T21)、(T21−T31)、(T11−T31)
に対して非線形最小二乗法によるカーブフィットを行う
ことにより、精度のよい翼振動の振幅A、位相C、回転
次数比Bを求める(図3のステップS5)。つまり、上
記の周波数分析(FFT)では分解能が悪いため、カー
ブフィットを行うことにより、正確な回転次数比B、振
幅A、位相Cを求める。具体的には、計測データ(T11
−T21)、(T21−T31)、(T11−T31)に関する次
の(7),(8),(9)式に対してカーブフィットを
行う。但し、このときの初期値は上記の周波数分析(F
FT)によって求めた値を使用する。[0041] Subsequently, the three measurement data obtained by removing the DC component (T 11 -T 21), ( T 21 -T 31), (T 11 -T 31)
By performing a curve fit by the nonlinear least squares method, the accurate amplitude A, phase C, and rotation order ratio B of the blade vibration are obtained (step S5 in FIG. 3). That is, since the frequency analysis (FFT) has poor resolution, accurate fitting of the order of rotation B, amplitude A, and phase C is performed by performing curve fitting. Specifically, the measurement data (T 11
Curve fitting is performed on the following equations (7), (8), and (9) regarding −T 21 ), (T 21 −T 31 ), and (T 11 −T 31 ). However, the initial value at this time is the frequency analysis (F
The value obtained by FT) is used.
【0042】[0042]
【数3】 [Equation 3]
【0043】なお、Yは上記の周波数分析(FFT)に
おいてピークサーチされた個数、即ち、回転次数比Bの
個数である。また、回転次数比B1 〜BY はエリアジン
グのために最大0.5Hである。It should be noted that Y is the number of peaks searched in the frequency analysis (FFT), that is, the number of rotation order ratios B. Further, the rotation order ratios B 1 to BY are 0.5H at maximum due to aliasing.
【0044】続いて、各ピークの回転次数比Bの値によ
り、同期成分と0.5H成分と非同期成分の3つ場合に
分類する。具体的には、回転次数比Bが0.02H以下
か否かを判断し(図3のステップS6)、0.02H以
下ある場合には同期成分であると判断する(図3のステ
ップS9)。回転次数比Bが0.02Hよりも大きい場
合には、更に、0.48H以上であるか否かを判断し
(図3のステップS7)、0.48H以上である場合に
は0.5H成分であると判断する(図3のステップS1
0)。そして、回転次数比Bが0.02Hよりも大きく
て0.48Hよりも小さいときには非同期成分であると
判断する。Next, according to the value of the rotation order ratio B of each peak, there are classified into three cases of a synchronous component, a 0.5H component and an asynchronous component. Specifically, it is determined whether the rotation order ratio B is 0.02H or less (step S6 in FIG. 3), and if it is 0.02H or less, it is determined to be a synchronous component (step S9 in FIG. 3). . When the rotation order ratio B is larger than 0.02H, it is further judged whether or not it is 0.48H or more (step S7 in FIG. 3), and when it is 0.48H or more, the 0.5H component Is determined (step S1 in FIG. 3).
0). Then, when the rotation order ratio B is larger than 0.02H and smaller than 0.48H, it is determined to be an asynchronous component.
【0045】同期成分の場合(ケースII)には、図9
(b)に示すように直流レベルのみとなってしまうた
め、位相Cが全て0となってしまうことから、非同期成
分の場合と同じ方法では解が求まらない。また、0.5
H成分はケースIII の特別な場合であり、この場合には
サンプリング数(測定データ数)の関係から、非同期成
分の場合と同じ手法では精度が悪い。つまり、0.5H
成分の場合には、図11に示すように測定データが1つ
飛びに同じ値となってしまうため、非同期成分の場合と
同じ手法では正確な振幅Aと位相Cを求めることができ
ない。このため、非同期成分の場合と同期成分及び0.
5H成分の場合とで、それぞれ異なる手法により、翼振
動の振幅a、位相φ、回転次数比nを求める。なお、同
期成分及び0.5H成分の判断条件は、0.02H及び
0.48Hに限定するものではなく、適宜選択すること
ができる。In the case of the synchronous component (case II), FIG.
As shown in (b), since only the DC level is present, the phase C becomes all 0, and therefore the solution cannot be obtained by the same method as in the case of the asynchronous component. Also, 0.5
The H component is a special case of Case III, and in this case, due to the relationship of the sampling number (measurement data number), the accuracy is poor with the same method as the case of the asynchronous component. That is, 0.5H
In the case of the component, the measured data have the same value one by one as shown in FIG. 11, and therefore the same amplitude A and phase C cannot be obtained by the same method as in the case of the asynchronous component. Therefore, in the case of the asynchronous component and the synchronous component and 0.
The amplitude a, the phase φ, and the rotational order ratio n of the blade vibration are obtained by different methods for the case of the 5H component. The determination conditions for the synchronization component and the 0.5H component are not limited to 0.02H and 0.48H, and can be appropriately selected.
【0046】(非同期成分の場合)非同期成分の場合に
は、まず、位相Cの式について最小二乗法によりカーブ
フィットをすることによって回転次数比nと位相φとを
求める(図4のステップS8−1)。つまり、図3のス
テップS5においてカーブフィットさせた上記の
(7),(8),(9)式と、2点法の式である上記の
(4),(5),(6)式とを比較すると、位相Cにつ
いて次の(10),(11),(12)式の関係があ
る。(Asynchronous component) In the case of an asynchronous component, first, the rotational order ratio n and the phase φ are obtained by curve fitting the equation of the phase C by the method of least squares (step S8- in FIG. 4). 1). That is, the above equations (7), (8), and (9) that are curve-fitted in step S5 of FIG. 3 and the above equations (4), (5), and (6) that are two-point equations Comparing the above, there is a relationship of the following expressions (10), (11), and (12) for the phase C.
【0047】[0047]
【数4】 [Equation 4]
【0048】従って、例えばC11,C21,C31について
みると、y=ax+b(但し、a,bは定数、xはパラ
メータ)の線形式の形であるため、これらのC11,
C21,C 31の式についても、カーブフィット(最小二乗
近似)をすることにより、回転次数比n1 と位相φ1 と
を求める。但し、C11,C21,C31は位相であるため、
2πを超えるともとに戻ることから、これら3点ができ
るだけ直線となるように補正する必要がある。つまり、
C11,C21,C31は直線となるはずであるが、図11に
示すように例えばC31の値が傾きn1 、切片φ1(fb1)
の直線から大きく離れている場合には、このC31に2π
を加えることより、前記直線に近づくように補正する。
同様にして、C12,C22,C32、・・・、C1Y,C2Y,
C3Yの式についても、カーブフィット(最小二乗近似)
をすることにより、回転次数比n2 〜nY と位相φ2 〜
φY とを求める。Therefore, for example, C11, Ctwenty one, C31about
Looking at it, y = ax + b (however, a and b are constants, x is a parameter
Because of the linear form of the11,
Ctwenty one, C 31For the equation of, also curve fit (least squares
(Approximation)1And phase φ1When
Ask for. However, C11, Ctwenty one, C31Is a phase, so
These 3 points can be made by returning to the original when the value exceeds 2π.
It is necessary to correct it so that it becomes a straight line. That is,
C11, Ctwenty one, C31Should be a straight line, but in Figure 11
As shown for example C31Value of slope n1, Intercept φ1(fb1)
If it is far from the straight line,312π
By adding, the correction is performed so as to approach the straight line.
Similarly, C12, Ctwenty two, C32, ..., C1Y, C2Y,
C3YThe curve fit (least squares approximation)
The rotation order ratio n2~ NYAnd phase φ2~
φYAnd ask.
【0049】続いて、振幅Aの式に上記のカーブフィッ
ト(図4のステップS8−1)で求めた回転次数比n1
〜nY を使って振幅aを求める(図4のステップS8−
2)。つまり、図3のステップS5においてカーブフィ
ットさせた上記の(7),(8),(9)式と、2点法
の式である上記の(4),(5),(6)式とを比較す
ると、振幅Aについて次の(13),(14),(1
5)式の関係がある。Subsequently, the rotation order ratio n 1 obtained by the above curve fit (step S8-1 in FIG. 4) is applied to the expression of the amplitude A.
~ N Y is used to find the amplitude a (step S8-
2). That is, the above equations (7), (8), and (9) that are curve-fitted in step S5 of FIG. 3 and the above equations (4), (5), and (6) that are two-point equations Are compared with each other, the following (13), (14), (1
There is a relation of formula 5).
【0050】[0050]
【数5】 [Equation 5]
【0051】従って、これらの振幅Aの式に上記のステ
ップS8−1で求めた回転次数比n 1 〜nY をそれぞれ
代入して、最小二乗法によりカーブフィットをすること
により、或いは、平均(例えば振幅A11,A21,A31の
各式から求めた振幅a1 の平均)を算出することより、
振幅a1 〜aY を求める。Therefore, these equations of the amplitude A are added to the above-mentioned steps.
Rotation order ratio n obtained in step S8-1 1~ NYEach
Substitution and curve fitting by the least squares method
Or by the average (eg amplitude A11, Atwenty one, A31of
Amplitude a obtained from each equation1By calculating the average of
Amplitude a1~ AYAsk for.
【0052】ここまでの処理でも、翼振動が非同期成分
の場合の振幅a1 〜aY 、位相φ1〜φY 、回転次数比
n1 〜nY が求まるが、更に精度をよくするためには以
下の処理を追加する。Even with the processing up to this point, the amplitudes a 1 to a Y , the phases φ 1 to φ Y , and the rotational order ratios n 1 to n Y when the blade vibration is an asynchronous component can be obtained. Adds the following processing.
【0053】まず、カーブフィット条件(次数比条件)
Zを作成する(図4のステップS8−3)。具体的に
は、図3のステップS5で求めた回転次数比Bが図4の
ステップS8−1で求めた回転次数比n1 〜nY に比べ
て非常に精度よく求まっているため、この回転次数比B
を利用して次の(16)式のような条件を作成する。次
数比Bは上記(7),(8),(9)の何れにも共通し
て含まれているため、カーブフィットにおいて平均化さ
れるために精度よく求まる一方、位相Cは各式に個別に
含まれているため、カーブフィットにおいて比較的精度
が悪くなってしまう。このため、位相Cの式に基づいて
求めた次数比nも比較的精度が悪くなってしまう。First, the curve fitting condition (order ratio condition)
Z is created (step S8-3 in FIG. 4). Specifically, since the rotation order ratio B obtained in step S5 of FIG. 3 is obtained with higher accuracy than the rotation order ratios n 1 to n Y obtained in step S8-1 of FIG. Order ratio B
Is used to create a condition such as the following expression (16). Since the order ratio B is included in all of the above (7), (8), and (9), it is obtained accurately because it is averaged in the curve fit, while the phase C is individually calculated in each equation. Therefore, the accuracy of curve fitting becomes relatively poor. For this reason, the accuracy of the order ratio n obtained based on the expression of the phase C is relatively low.
【0054】[0054]
【数6】 [Equation 6]
【0055】上式において「切り捨て」とは少数点以下
を切り捨てることを意味し、「切り上げ」とは少数点以
下を切り上げることを意味している。例えば、n1 が
2.4Hであった場合、切り捨て(n1 )は2、切り上
げ(n1 )は3となる。また、「+B」とは回転次数比
Bの少数点以下の値をプラスすることを意味し、「−
B」とは回転次数比Bの少数点以下の値をマイナスする
ことを意味している。従って、例えば回転次数比n1 が
2.4、回転次数比B1 が2.7である場合、切り捨て
(n1 )+B1 は2.7、切り捨て(n1 )−B1 は
1.3、切り上げ(n 1 )+B1 は3.7、切り上げ
(n1 )−B1 は2.3となる。In the above equation, "truncation" is a decimal point or less.
Means rounding down, and "rounding up" is the decimal point
It means to round up the bottom. For example, n1But
If 2.4H, round down (n1) Is 2, cut up
Ge (n1) Becomes 3. Also, "+ B" is the rotation order ratio
It means that the value below the decimal point of B is added, and "-
"B" is minus the value below the decimal point of the rotation order ratio B.
It means that. Therefore, for example, the rotation order ratio n1But
2.4, Rotational order ratio B1Rounded down if is 2.7
(N1) + B1Is 2.7, rounded down (n1) -B1Is
1.3, rounded up (n 1) + B1Is rounded up to 3.7
(N1) -B1Is 2.3.
【0056】そして、Z1 〜ZY で組み合わされる次数
比条件(例えばZ1 =切り捨て(n 1 )+B1 、Z2 =
切り上げ(n2 )−B2 、・・・、ZY =切り捨て(n
Y )−BY の組み合わせ条件など)の全てについて、2
点法の式である次の(17),(18),(19)式を
非線形最小二乗法によりカーブフィットをすることによ
って、翼振動の振幅a1 〜aY と位相φ1 〜φY とを算
出する(図4のステップS8−4)。つまり、(1
7),(18),(19)式の回転次数比n1 〜n Y に
回転次数比Z1 〜ZY のそれぞれの組み合わせの値を順
次代入してカーブフィットを行う。なお、このカーブフ
ィットに際しては、図4のステップS8−1,S8−2
で求めた振幅a1 〜aY と位相φ1 〜φY とを初期値と
して与える。And Z1~ ZYOrders combined by
Ratio conditions (eg Z1= Rounded down (n 1) + B1, Z2=
Round up (n2) -B2, ..., ZY= Rounded down (n
Y) -BY2) for all
The following equations (17), (18), and (19), which are point method equations, are
By performing a curve fit by the nonlinear least squares method
The amplitude a of the blade vibration1~ AYAnd phase φ1~ ΦYAnd calculate
(Step S8-4 in FIG. 4). That is, (1
Rotational order ratio n in equations 7), (18) and (19)1~ N YTo
Rotational order ratio Z1~ ZYOrder the values of each combination of
Next, perform curve fitting by substituting. In addition, this curve
In step S8-1, steps S8-1 and S8-2 in FIG.
Amplitude a obtained in1~ AYAnd phase φ1~ ΦYAnd are initial values
And give.
【0057】[0057]
【数7】 [Equation 7]
【0058】なお、これらの(17),(18),(1
9)式は上記の(4),(5),(6)式における直流
成分(Tr ・r)/(2π)を除去したものであり、こ
れらの(17),(18),(19)式における(T11
−T21)、(T21−T31)、(T11−T31)の値として
は、測定値から直流成分の値を除去したものを用いる。Incidentally, these (17), (18), (1
Equation (9) is obtained by removing the DC component (T r · r) / (2π) in the above equations (4), (5) and (6), and these (17), (18) and (19) ) In (T 11
As the values of −T 21 ), (T 21 −T 31 ), and (T 11 −T 31 ), those obtained by removing the value of the DC component from the measured value are used.
【0059】そして、回転次数比Z1 〜ZY の全ての組
み合わせのなかから、最適条件を選定する(図4のステ
ップS8−5)。即ち、図4のステップS8−4におい
て回転次数比Z1 〜ZY の全ての組み合わせを条件とし
てカーブフィットを行った結果を比較することにより、
最も二乗誤差の小さかった回転次数比Z1 〜ZY の組み
合わせを選定して、これを回転次数比n1 〜nY とし、
且つ、この条件において算出された振幅a1 〜aY と位
相φ1 〜φY とを選定して解とする。Then, the optimum condition is selected from all combinations of the rotational order ratios Z 1 to Z Y (step S8-5 in FIG. 4). That is, in step S8-4 of FIG. 4, by comparing the results of performing curve fitting under the condition that all combinations of the rotation order ratios Z 1 to Z Y are compared,
A combination of rotation order ratios Z 1 to Z Y having the smallest squared error is selected, and this is set as the rotation order ratios n 1 to n Y.
And, the solution by selecting an amplitude a 1 ~a Y and the phase phi 1 to [phi] Y calculated in this condition.
【0060】(同期成分の場合)同期成分の場合には、
まず、回転次数比nをパラメータとして、2点法の式に
対し非線形最小二乗法によりカーブフィットをすること
により、翼振動の振幅aと位相φとを求める(図5のス
テップS9−1)。即ち、2点法の式である次の(2
0),(21),(22)式の回転次数比nに例えば1
〜20Hまでの値(数値解析やタッピング試験などで発
生が予想された回転次数比以上の値)を順次代入してカ
ーブフィットを行うことにより、振幅aと位相φとを求
める。なお、図3のステップS6における同期成分の判
断条件が0.02Hであることから、ここではn=1±
0.02、2±0.02、・・・、NH±0.02(例
えばNを20とする)を収束範囲の条件としてカーブフ
ィットを行うことにより、二乗誤差が最小となる振幅
a,位相φの値を求める。(In the case of the synchronous component) In the case of the synchronous component,
First, the amplitude a and the phase φ of the blade vibration are obtained by curve-fitting the equation of the two-point method by the nonlinear least squares method using the rotational order ratio n as a parameter (step S9-1 in FIG. 5). That is, the following (2
0), (21), (22) in the rotational order ratio n, for example 1
Amplitude a and phase φ are obtained by sequentially substituting values up to -20H (values equal to or higher than the rotational order ratios that are expected to occur in numerical analysis or tapping tests) and performing curve fitting. Since the condition for determining the synchronization component in step S6 of FIG. 3 is 0.02H, n = 1 ±
By performing curve fitting with 0.02, 2 ± 0.02, ..., NH ± 0.02 (for example, N = 20) as the condition of the convergence range, the amplitude a and the phase at which the square error is minimized Find the value of φ.
【0061】[0061]
【数8】 [Equation 8]
【0062】なお、これらの(20),(21),(2
2)式は上記の(4),(5),(6)式における直流
成分(Tr ・r)/(2π)を除去したものであり、こ
れらの(20),(21),(22)式における(T11
−T21)、(T21−T31)、(T11−T31)の値として
は、測定値から直流成分の値を除去したものを用いる。Incidentally, these (20), (21), (2
Equation (2) is obtained by removing the DC component (T r · r) / (2π) in the above equations (4), (5), and (6), and these (20), (21), (22) ) In (T 11
As the values of −T 21 ), (T 21 −T 31 ), and (T 11 −T 31 ), those obtained by removing the value of the DC component from the measured value are used.
【0063】そして、パラメータとして与えた回転次数
比nのなかから、最適条件を選定する(図5のステップ
S9−2)。即ち、図5のステップS9−1において回
転次数比nを条件としてカーブフィットを行った結果を
比較することにより、最も二乗誤差の小さかった回転次
数比nの値を選定し、且つ、この条件において算出され
た振幅aと位相φとを選定して解とする。Then, the optimum condition is selected from the rotation order ratio n given as a parameter (step S9-2 in FIG. 5). That is, in step S9-1 of FIG. 5, by comparing the results of curve fitting under the condition of the rotational order ratio n, the value of the rotational order ratio n with the smallest squared error is selected, and under this condition. The calculated amplitude a and phase φ are selected as a solution.
【0064】(0.5H成分の場合)0.5H成分の場
合の算出方法は同期成分の場合と同様である。具体的に
は、まず、回転次数比nをパラメータとして、2点法の
式に対し非線形最小二乗法によりカーブフィットをする
ことにより、翼振動の振幅aと位相φとを求める(図6
のステップS10−1)。即ち、2点法の式である上記
の(20),(21),(22)式の回転次数比nに例
えば0.5〜20.5Hまでの値(数値解析やタッピン
グ試験などで発生が予想される回転次数比以上の値)を
順次代入してカーブフィットを行うことにより、振幅a
と位相φとを求める。但し、図3のステップS7におけ
る0.5H成分の判断条件が0.48Hであることか
ら、ここではn=0.5±0.02、1.5±0.0
2、・・・、NH±0.02(例えばNを20.5とす
る)を収束範囲の条件としてカーブフィットを行うこと
により、二乗誤差が最小となる振幅a,位相φの値を求
める。(For 0.5H component) The calculation method for the 0.5H component is the same as for the synchronous component. Specifically, first, the amplitude a and the phase φ of the blade vibration are obtained by curve-fitting the equation of the two-point method by the nonlinear least squares method using the rotational order ratio n as a parameter (FIG. 6).
Step S10-1). That is, the rotational order ratio n of the equations (20), (21), and (22), which is the equation of the two-point method, has a value of, for example, 0.5 to 20.5H. A value equal to or greater than the expected rotation order ratio) is sequentially substituted to perform curve fitting to obtain the amplitude a
And the phase φ. However, since the determination condition of the 0.5H component in step S7 of FIG. 3 is 0.48H, n = 0.5 ± 0.02, 1.5 ± 0.0 here.
, ..., NH ± 0.02 (for example, N is 20.5) is used as the condition of the convergence range, and curve fitting is performed to obtain the values of the amplitude a and the phase φ that minimize the square error.
【0065】そして、パラメータとして与えた回転次数
比nのなかから、最適条件を選定する(図6のステップ
S10−2)。即ち、図6のステップS10−1におい
て回転次数比nを条件としてカーブフィットを行った結
果を比較することにより、最も二乗誤差の小さかった回
転次数比nの値を選定し、且つ、この条件において算出
された振幅aと位相φとを選定して解とする。Then, the optimum condition is selected from the rotation order ratio n given as a parameter (step S10-2 in FIG. 6). That is, the value of the rotation order ratio n having the smallest squared error is selected by comparing the results of curve fitting performed under the condition of the rotation order ratio n in step S10-1 of FIG. The calculated amplitude a and phase φ are selected as a solution.
【0066】なお、非同期成分の場合、同期成分の場合
又は0.5H成分の場合に求めた回転次数比nから、更
に周波数fb を求めるときにはfb =n・Ωの計算を行
えばよい。In the case of the asynchronous component, in the case of the synchronous component or in the case of the 0.5H component, f b = nΩ may be calculated when further determining the frequency f b from the rotational order ratio n.
【0067】上記では翼番号1番のタービン翼12の振
動振幅a、位相φ、周波数fb を求める場合を例に挙げ
て説明したが、以上の処理を、他の翼番号のタービン翼
12に対しても行えば、全タービン翼12の振動振幅
a、位相φ、周波数fb を求めることができる。In the above description, the case of obtaining the vibration amplitude a, the phase φ, and the frequency f b of the turbine blade 12 having the blade number 1 has been described as an example, but the above processing is performed for the turbine blades 12 having other blade numbers. If it is also performed, the vibration amplitude a, the phase φ, and the frequency f b of all the turbine blades 12 can be obtained.
【0068】以上のように、本実施の形態1(最適化法
I)によれば、僅か3点の翼センサ14−1,14−
2,14−3を用いるだけで、タービン翼12の振動の
振幅a、位相φ、周波数fb を求めることができる。こ
のため、翼センサなどの計測設備のコストが大幅に低減
され、センサ取り付け作業やメンテナンスなどに要する
期間やコストも大幅に低減される。更には、翼センサ間
の計測時間差を用いているため、翼センサ14−1,1
4−2,14−3に一様な揺れが生じている場合にも、
精度よく振動計測を行うことができる。As described above, according to the first embodiment (optimization method I), only three blade sensors 14-1, 14- are provided.
The amplitude a, the phase φ, and the frequency f b of the vibration of the turbine blade 12 can be obtained only by using 2, 14-3. Therefore, the cost of measurement equipment such as a blade sensor is significantly reduced, and the period and cost required for sensor installation work and maintenance are also significantly reduced. Furthermore, since the measurement time difference between the blade sensors is used, the blade sensors 14-1, 1
Even if there is uniform shaking in 4-2 and 14-3,
Vibration measurement can be performed accurately.
【0069】また、この翼振動計測方法を用いた翼振動
計測システムでは、常時、翼センサ14−1,14−
2,14−3の翼検出信号d1N,d2N,d3Nに基づいて
翼振動の振幅a、位相φ、周波数fb を求めることによ
り、タービン翼12の振動監視を行うこともできる。In the blade vibration measuring system using this blade vibration measuring method, the blade sensors 14-1, 14-
It is also possible to monitor the vibration of the turbine blade 12 by determining the blade vibration amplitude a, phase φ, and frequency f b based on the blade detection signals d 1N , d 2N , and d 3N of 2 , 14-3.
【0070】なお、上記の翼振動計測方法に用いる翼セ
ンサは必ずしも3点に限定するものではなく、4点以上
であってもよい。上記の計算アルゴリズムをみてわかる
ようにカーブフィッティングを行っているため、計測デ
ータが多いほど精度は向上する。つまり、翼センサが4
点、5点と増えていくにしたがって2点法のデータが増
えることになるため(例えば2点の場合には(T11−T
21)、(T21−T31)、(T31−T41)、(T11−
T31)、(T11−T41)、(T21−T41)の6個)、振
幅a、位相φ、周波数fb の算出精度が向上することに
なる。つまり、所望の精度とコストとの関係などから、
翼センサの点数を適宜選択すればよい。The blade sensors used in the above blade vibration measuring method are not necessarily limited to three points and may be four or more points. Since the curve fitting is performed as can be seen from the above calculation algorithm, the accuracy increases as the amount of measurement data increases. In other words, the wing sensor is 4
Since the data of the 2-point method increases as the number of points increases to 5 (for example, in the case of 2 points, (T 11 −T
21), (T 21 -T 31 ), (T 31 -T 41), (T 11 -
The calculation accuracy of T 31 ), (T 11 −T 41 ), (T 21 −T 41 ), the amplitude a, the phase φ, and the frequency f b is improved. In other words, from the relationship between desired accuracy and cost,
The number of blade sensors may be appropriately selected.
【0071】また、現在、翼振動数は数値解析やタッピ
ングによる静的試験などにより、大体どれくらいの値に
なるを予想することができ、この予想値は実際に振動計
測をした結果とよく一致している。従って、この予測値
を反映して、上記翼振動計測方法におけるカーブフィッ
トの際の回転次数比の境界条件(収束範囲の条件)とし
て例えば図4のステップS8−4のカーブフィットの際
に与えれば、精度を向上させることが可能である。At present, it is possible to predict what the blade frequency will be by a numerical analysis or a static test by tapping, and this predicted value is in good agreement with the result of actual vibration measurement. ing. Therefore, if this predicted value is reflected and given as the boundary condition (condition of the convergence range) of the rotational order ratio at the time of curve fitting in the above blade vibration measuring method, for example, at the time of curve fitting at step S8-4 in FIG. It is possible to improve accuracy.
【0072】また、上記では翼取付角度BN θも含めて
解いているが、このBN θは全ての式に共通して存在す
るため、BN θを含めて解く必要はなく、後から補正し
て位相を求めてもよい。つまり、BN θを含めずに解く
ことによって位相φを得た後、この位相φを、φ´=φ
+n・BN θを計算することにより補正して、実際の位
相φ´を求める。このようにして後からBN θの補正を
する方が、解法時の数式が簡素になることなどから、処
理が速く、また、より正しい値が得られる場合も考えら
れる。In the above, the blade mounting angle B N θ is also included in the solution. However, since this B N θ is common to all equations, it is not necessary to solve it including B N θ, and later You may correct | amend and you may obtain | require a phase. That is, after obtaining the phase φ by solving without including B N θ, this phase φ is φ ′ = φ
Correction is performed by calculating + n · B N θ to obtain the actual phase φ ′. It is conceivable that the correction of B N θ afterwards in this way will speed up the processing and may obtain a more correct value, since the mathematical formula at the time of solution will be simpler.
【0073】<実施の形態2>・・・最適化法II
上記実施の形態1(最適化法I)では、翼センサ間で翼
通過時間の差を求めたとき(図3のステップS2参
照)、翼センサ間成分として直流成分(Tr ・r)/
(2π)が残るため((4),(5),(6)式参
照)、この成分を移動平均法などによって除去した(図
3のステップS3参照)。これに対し、翼センサが等ピ
ッチ(間隔)で4点あればそれぞれの翼センサ間成分
(Tr ・r)/(2π)は同じ値となるため、単に、翼
通過時間差を求め、且つ、翼通過時間差の差を計算する
だけで翼センサ間成分(Tr ・r)/(2π)を除去し
た3つの式を得ることができる。即ち、直流成分を除去
した3つの計測データを得ることができる。このことに
着目したものが本実施の形態2の最適化法IIである。以
下、この最適化法IIについて具体的に説明する。<Embodiment 2> ... Optimization method II In the above-described Embodiment 1 (optimization method I), when the difference in blade passing time between blade sensors is obtained (see step S2 in FIG. 3). , DC component (T r · r) / as component between blade sensors
Since (2π) remains (see equations (4), (5), and (6)), this component was removed by the moving average method or the like (see step S3 in FIG. 3). On the other hand, if the blade sensors have four points at equal pitches (intervals), the blade sensor components (T r · r) / (2π) have the same value, so the blade passing time difference is simply calculated, and It is possible to obtain three equations in which the inter-blade sensor component (T r · r) / (2π) is removed only by calculating the difference in blade transit time difference. That is, it is possible to obtain three measurement data from which the DC component has been removed. The optimization method II according to the second embodiment focuses on this point. The optimization method II will be specifically described below.
【0074】図12は本発明の実施の形態2(最適化法
II)に係る翼振動計測システムのセンサ配置図、図13
は本発明の実施の形態2(最適化法II)に係る翼振動計
測システムの構成を示すブロック図である。図12及び
図13において上記図1及び図2と同様の部分には同一
の符号を付し重複する説明は省略する。FIG. 12 shows the second embodiment (optimization method) of the present invention.
II) sensor layout of the blade vibration measurement system, FIG.
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a blade vibration measurement system according to a second embodiment (optimization method II) of the present invention. 12 and 13, the same parts as those in FIGS. 1 and 2 are designated by the same reference numerals, and the duplicated description will be omitted.
【0075】図12及び図13に示すように、本実施の
形態2(最適化法II)では4つの翼センサ14−1,1
4−2,14−3,14−4を用いる。これら4つの翼
センサ14−1,14−2,14−3,14−4は等ピ
ッチ(間隔)で配設されている。即ち、翼センサ14−
1,14−2,14−3,14−4の取付角度(回転パ
ルス出力位置から各翼センサまでの角度)をSθ1 ,S
θ2 ,Sθ3 ,Sθ4とすると、(Sθ4 −Sθ3 )=
(Sθ3 −Sθ2 )=(Sθ2 −Sθ1 )=δとなって
いる。As shown in FIGS. 12 and 13, in the second embodiment (optimization method II), four blade sensors 14-1, 1 are used.
4-2, 14-3, 14-4 are used. These four blade sensors 14-1, 14-2, 14-3, 14-4 are arranged at equal pitches (intervals). That is, the wing sensor 14-
The mounting angles of 1 , 14-2, 14-3, and 14-4 (angles from the rotation pulse output position to each blade sensor) are Sθ 1 , S
Letting θ 2 , Sθ 3 and Sθ 4 be (Sθ 4 −Sθ 3 ) =
(Sθ 3 −Sθ 2 ) = (Sθ 2 −Sθ 1 ) = δ.
【0076】4番目の翼センサ14−1も、他の翼セン
サと同様に近接センサなどの非接触式センサであり、タ
ービンロータ10の回転により、タービン翼12が翼セ
ンサ14−4の前を通過した時点(タービン翼の先端部
がセンサと対向した時点)で翼検出信号d4Nを出力す
る。この翼検出信号d4Nは時計16−4に入力される。
キー溝センサ15のキー溝検出信号(回転パルス)eは
時計16−4にも入力される。時計16−4では、他の
時計と同様にキー溝センサ15から最初のキー溝検出信
号eを入力したら、これをきっかけとして、それ以後の
時間を連続的に計測する。そして、時計16−4では、
翼センサ14−4から翼検出信号d4Nを入力するごと
に、当該翼検出信号d4Nを入力した時点の時間(翼通過
時間)T4NをCPU18に出力する。The fourth blade sensor 14-1 is also a non-contact sensor such as a proximity sensor like the other blade sensors, and the turbine blade 12 rotates in front of the blade sensor 14-4 by the rotation of the turbine rotor 10. The blade detection signal d 4N is output at the time when it passes (when the tip of the turbine blade faces the sensor). This wing detection signal d4N is input to the clock 16-4.
The keyway detection signal (rotation pulse) e of the keyway sensor 15 is also input to the timepiece 16-4. In the timepiece 16-4, when the first keyway detection signal e is input from the keyway sensor 15 as in the case of other timepieces, this is used as a trigger to continuously measure the time thereafter. And with the clock 16-4,
Every time the blade detection signal d 4N is input from the blade sensor 14-4, the time (blade passage time) T 4N at the time when the blade detection signal d 4N is input is output to the CPU 18.
【0077】CPU18では時計16−1,16−2,
16−3及び16−4から入力した翼通過時間T1N,T
2N,T3N及びT4Nや時計17から入力したロータ回転周
期T r などに基づいて、各タービン翼12に発生した振
動の振幅a、位相φ、振動数fb (回転次数比n)を算
出する。ここで、図14のフローチャートなどに基づ
き、このCPU18におけるタービン翼12の振動の振
幅a、位相φ、振動数f b の演算処理について詳述す
る。In the CPU 18, the clocks 16-1, 16-2,
Blade passing time T input from 16-3 and 16-41N, T
2N, T3NAnd T4NRotor circumference input from the clock or clock 17
Period T rThe vibration generated in each turbine blade 12 based on
Motion amplitude a, phase φ, frequency fbCalculate (rotational order ratio n)
Put out. Here, based on the flowchart of FIG.
The vibration of the turbine blade 12 in the CPU 18
Width a, phase φ, frequency f bWill be described in detail
It
【0078】まず、全タービン翼12の通過時間T1N,
T2N,T3N,T4Nを計測する(図14のステップS2
1)。具体的な計測方法については上記の通りであり、
計測点数が上記実施の形態1(最適化法I)よりも1点
多いこと以外は上記実施の形態1(最適化法I)と同様
である。なお、ここで計測した翼通過時間T4Nについて
も、上記(1),(2),(3)式と同様、次の(2
3)式のようになる。First, the passage time T 1N of all the turbine blades 12,
T 2N , T 3N and T 4N are measured (step S2 in FIG. 14).
1). The specific measurement method is as described above,
The same as Embodiment 1 (Optimization method I) except that the number of measurement points is one more than that of Embodiment 1 (Optimization method I). The blade passing time T 4N measured here is also the same as in the above equations (1), (2), and (3).
It becomes like the formula 3).
【0079】[0079]
【数9】 [Equation 9]
【0080】続いて、翼通過時間T1N,T2N,T3N,T
4Nの差を算出する(図14のステップS22)。即ち、
翼番号1番のタービン翼12を例に挙げると、5通りの
翼通過時間差(T11−T21)、(T21−T31)、(T31
−T41)、(T11−T31)、(T21−T41)を算出す
る。翼通過時間差(T11−T21)、(T21−T31)、
(T11−T31)を式で表すと、上記(4),(5),
(6)式のような2点法の式になり、翼通過時間差(T
31−T41)、(T21−T41)についても、具体的な記述
は省略するが、上記(4),(5),(6)式と同様の
2点法の式で表せる。なお、これの式においてセンサ取
付角度の差Sθ1 −Sθ2 、Sθ2 −Sθ3 、Sθ3 −
Sθ4 は全て同じ値(δ)となり、Sθ1 −Sθ3 とS
θ2 −Sθ4 も同じ値(2δ)となる。Subsequently, the blade passing times T 1N , T 2N , T 3N , T
The difference of 4N is calculated (step S22 in FIG. 14). That is,
Taking the turbine blade 12 having the blade number 1 as an example, there are five types of blade passage time differences (T 11 −T 21 ), (T 21 −T 31 ), and (T 31
-T 41), and calculates the (T 11 -T 31), ( T 21 -T 41). Blade passing time difference (T 11 -T 21), ( T 21 -T 31),
When (T 11 −T 31 ) is represented by an equation, the above (4), (5),
The equation becomes a two-point method like the equation (6), and the blade passing time difference (T
31- T 41 ) and (T 21 -T 41 ) can also be expressed by the two-point method equations similar to the equations (4), (5), and (6), although a specific description is omitted. Incidentally, the difference S.theta 1 sensor mounting angle at which the formula -Sθ 2, Sθ 2 -Sθ 3, Sθ 3 -
Sθ 4 has the same value (δ), and Sθ 1 −Sθ 3 and Sθ 4
θ 2 −Sθ 4 also has the same value (2δ).
【0081】そして、直流成分(Tr ・r)/(2π)
を除去するために、上記において求めた翼通過時間差同
士の差を算出する(図14のステップS23)。即ち、
(T 11−T21)−(T21−T31)、(T21−T31)−
(T31−T41)、(T11−T31)−(T21−T41)をそ
れぞれ算出する。これらを式で表すと、次の(24),
(25),(26)式のようになる。Then, the DC component (Tr・ R) / (2π)
In order to eliminate the
The difference between the teachers is calculated (step S23 in FIG. 14). That is,
(T 11-Ttwenty one)-(Ttwenty one-T31), (Ttwenty one-T31) −
(T31-T41), (T11-T31)-(Ttwenty one-T41)
Calculate each. When these are expressed by equations, the following (24),
Expressions (25) and (26) are obtained.
【0082】[0082]
【数10】 [Equation 10]
【0083】かくして、直流成分を除去した3つの計測
データ(T11+T31)、(T21+T 41)、((T11−T
31)−(T21−T41))及びその式(24),(2
5),(26)が得られる。これらの3つの直流成分除
去後の計測データ(T11+T31)、(T21+T41)、
((T11−T31)−(T21−T41))は、上記実施の形
態1(最適化法I)における図3のステップS3におい
て求めた直流成分除去後の計測データ(T11−T21)、
(T21−T31)、(T11−T31)に相当するものであ
る。Thus, three measurements with the DC component removed
Data (T11+ T31), (Ttwenty one+ T 41), ((T11-T
31)-(Ttwenty one-T41)) And its formulas (24), (2
5) and (26) are obtained. Removal of these three DC components
Measurement data after leaving (T11+ T31), (Ttwenty one+ T41),
((T11-T31)-(Ttwenty one-T41)) Is a form of the above implementation
In step S3 of FIG. 3 in the state 1 (optimization method I)
Measurement data after removal of DC component (T11-Ttwenty one),
(Ttwenty one-T31), (T11-T31) Is equivalent to
It
【0084】従って、これら3つの直流成分除去後の計
測データ(T11+T31)、(T21+T41)、((T11−
T31)−(T21−T41))及びその式(24),(2
5),(26)を使って、以後、上記実施の形態1(最
適化法I)と同じアルゴリズムを用いれば、即ち、図3
のステップS4以降のアルゴリズム及び図4、図5、図
6に示すアルゴリズムを実施すれば、翼番号1番のター
ビン翼12の振動振幅a、位相φ、周波数fb を求める
ことができる(図14のステップS24)。勿論、他の
翼番号のタービン翼12に対しても、翼番号1番のター
ビン翼12と同様の処理を行うことにより、全タービン
翼12の振動振幅a、位相φ、周波数fbを求めること
ができる。Therefore, the measurement data (T 11 + T 31 ), (T 21 + T 41 ), ((T 11 −
T 31 ) − (T 21 −T 41 )) and its expressions (24) and (2
5) and (26), and thereafter using the same algorithm as in the first embodiment (optimization method I), that is, FIG.
By executing the algorithm after step S4 of FIG. 4 and the algorithms shown in FIGS. 4, 5, and 6, the vibration amplitude a, the phase φ, and the frequency f b of the turbine blade 12 with the blade number 1 can be obtained (FIG. 14). Step S24). Of course, for the turbine blades 12 having other blade numbers, the same processing as the turbine blade 12 having the blade number 1 is performed to obtain the vibration amplitude a, the phase φ, and the frequency f b of all the turbine blades 12. You can
【0085】以上のように、本実施の形態2(最適化法
II)によれば、僅か4点の翼センサ54−1,54−
2,54−3,54−4を用いるだけで、タービン翼1
2の振動振幅a、位相φ、周波数fb を求めることがで
きる。このため、翼センサなどの計測設備のコストが大
幅に低減され、センサ取り付け作業やメンテナンスなど
に要する期間やコストも大幅に低減される。As described above, the second embodiment (optimization method)
According to II), only four blade sensors 54-1, 54-
2, 54-3, 54-4 are used, the turbine blade 1
The vibration amplitude a, the phase φ, and the frequency f b of 2 can be obtained. Therefore, the cost of measurement equipment such as a blade sensor is significantly reduced, and the period and cost required for sensor installation work and maintenance are also significantly reduced.
【0086】また、この翼振動計測方法を用いた翼振動
計測システムでは、常時、翼センサ54−1,54−
2,54−3,54−4の翼検出信号d1N,d2N,
d3N,d4Nに基づいて翼振動の振幅a、位相φ、周波数
fb を求めることにより、タービン翼12の振動監視を
行うこともできる。Further, in the blade vibration measuring system using this blade vibration measuring method, the blade sensors 54-1, 54-
2, 54-3, 54-4 blade detection signals d 1N , d 2N ,
It is also possible to monitor the vibration of the turbine blade 12 by obtaining the blade vibration amplitude a, phase φ, and frequency f b based on d 3N and d 4N .
【0087】<実施の形態3>・・・最適化法III
上記実施の形態1(最適化法I)では、翼センサ間で翼
通過時間の差を求めることによって直流成分(Tr ・
r)を除去している((1)〜(6)式、図3のステッ
プS2参照)。これに対し、回転パルス(キー溝検出信
号)を取り込んで、常に回転パルス検出時点からの時間
差をとれば、翼センサ間の翼通過時間差を求めなくて
も、直流成分(Tr ・r)を除去することができる。こ
のことに着目したものが、本実施の形態3の最適化法II
I である。以下、この最適化法IIについて具体的に説明
する。<Third Embodiment> ... Optimization Method III In the above first embodiment (optimization method I), the DC component (T r · T) is obtained by obtaining the difference in blade passage time between blade sensors.
r) has been removed (see equations (1) to (6), step S2 in FIG. 3). On the other hand, if the rotation pulse (key groove detection signal) is taken in and the time difference from the time when the rotation pulse is detected is always taken, the DC component (T r · r) can be obtained without obtaining the blade passage time difference between the blade sensors. Can be removed. What paid attention to this is the optimization method II of the third embodiment.
It is I. The optimization method II will be specifically described below.
【0088】図15は本発明の実施の形態3(最適化法
III )に係る翼振動計測システムのセンサ配置図、図1
6は本発明の実施の形態3(最適化法III )に係る翼振
動計測システムの構成を示すブロック図である。図12
及び図13において上記図1及び図2と同様の部分には
同一の符号を付し重複する説明は省略する。FIG. 15 shows the third embodiment (optimization method) of the present invention.
III) Sensor layout of blade vibration measurement system, Fig. 1
6 is a block diagram showing the configuration of a blade vibration measurement system according to a third embodiment (optimization method III) of the present invention. 12
In FIG. 13 and FIG. 13, the same parts as those in FIGS.
【0089】図15及び図16に示すように、本実施の
形態3(最適化法III )では上記実施の形態1(最適化
法I)と同様のセンサ配置及びシステム構成となる。但
し、詳細が後述するが、本実施の形態3(最適化法III
)ではCPU18の演算処理において、直流成分(T
r ・r)を除去する手法、また、図15及び図16にお
いて一点鎖線で囲んだ翼センサ14−3は削除して2点
の翼センサ14−1,14−1だけでも可能である点が
上記実施の形態1(最適化法I)と異なる。As shown in FIGS. 15 and 16, the third embodiment (optimization method III) has the same sensor arrangement and system configuration as those of the first embodiment (optimization method I). However, as will be described later in detail, the third embodiment (optimization method III
), The DC component (T
r.r ) is removed, and the blade sensor 14-3 surrounded by the alternate long and short dash line in FIG. 15 and FIG. 16 can be deleted and only two blade sensors 14-1 and 14-1 can be used. This is different from the first embodiment (optimization method I).
【0090】図17のフローチャートなどに基づき、C
PU18における各タービン翼12の振動振幅a、位相
φ、振動数fb の演算処理について詳述する。Based on the flowchart of FIG. 17 and the like, C
The calculation processing of the vibration amplitude a, the phase φ, and the frequency f b of each turbine blade 12 in the PU 18 will be described in detail.
【0091】まず、全タービン翼12の通過時間T1N,
T2N,T3Nを計測する(図17のステップS31)。こ
の具体的な計測方法については上記実施の形態1(最適
化法I)において説明したとおりであり、翼通過時間T
1N,T2N,T3Nの式は上記(1),(2),(3)式と
なる。そして、回転パルス(キー溝検出信号)eを取り
込んで、常に回転パルス検出時点(即ち回転の基準点)
からの時間差をとることにより、上記の計測した翼通過
時間T1N,T2N,T3Nから直流成分(Tr ・r)を除去
する(図17のステップS32)。First, the passage time T 1N of all the turbine blades 12,
T 2N and T 3N are measured (step S31 in FIG. 17). The specific measuring method is as described in the first embodiment (optimizing method I), and the blade passing time T
The equations of 1N , T 2N and T 3N are the equations (1), (2) and (3). Then, the rotation pulse (key groove detection signal) e is taken in, and the rotation pulse is always detected (that is, the rotation reference point).
The DC component (T r · r) is removed from the measured blade passing times T 1N , T 2N and T 3N by taking the time difference from (step S32 in FIG. 17).
【0092】具体的には、キー溝センサ15から回転パ
ルスeが出力されるごと、即ち、時計17からロータ回
転周期Tr を入力するごとに(Tr ・r)の演算を行
う。なお、ロータ回転rは、上記のようにロータ回転周
期Tr の入力回数をカウントすることなどによって求め
る。Specifically, every time the rotation pulse e is output from the key groove sensor 15, that is, every time the rotor rotation period T r is input from the timepiece 17, the calculation of (T r · r) is performed. The rotor rotation r is obtained by counting the number of times the rotor rotation cycle T r is input as described above.
【0093】そして、翼番号1番のタービン翼12を例
に挙げると、時計16−1,16−2,16−3から入
力する翼通過時間T11,T21,T31から、この(Tr ・
r)の値を差し引くことにより、直流成分(Tr ・r)
を除去する。直流成分(Tr・r)を除去した後の翼通
過時間T11,T21,T31の式は次の(27),(2
8),(29)式のようになる。これらの式(27),
(28),(29)は上式(1),(2),(3)にお
いてロータ回転rを0とおいたものに相当する。なお、
直流成分(Tr ・r)を除去する方法としては、図16
に示す時計16−1,16−2,16−3において、キ
ー溝センサ15から常に回転パルスeを入力し、毎回転
ごとに、回転パルスeを入力してから翼センサ14−
1,14−2,14−3から翼検出信号d1N,d2Nを入
力するまでの時間を計測するようにしてもよい。Taking the turbine blade 12 with the blade number 1 as an example, from the blade passing times T 11 , T 21 , T 31 input from the clocks 16-1, 16-2, 16-3, this (T r
By subtracting the value of r), the DC component (T r · r)
To remove. The blade passing times T 11 , T 21 , and T 31 after removing the DC component (T r · r) are represented by the following (27) and (2).
Expressions 8) and (29) are obtained. These equations (27),
(28) and (29) correspond to the rotor rotation r set to 0 in the above formulas (1), (2) and (3). In addition,
As a method of removing the DC component (T r · r), the method shown in FIG.
In the watches 16-1, 16-2, and 16-3 shown in FIG. 1, the rotation pulse e is always input from the key groove sensor 15, and the rotation pulse e is input for each rotation, and then the blade sensor 14-
The time from 1 , 14-2, 14-3 until the blade detection signals d 1N , d 2N are input may be measured.
【0094】[0094]
【数11】 [Equation 11]
【0095】この場合、上記実施の形態1(最適化法
I)の(4),(5),(6)式では直流成分として
(Tr ・r)/(2π)が残るのに対し(図9(a)参
照)、(27),(28),(29)式では直流成分と
して(Bn θ−Sθ1 )/(2π),(Bn θ−S
θ2 )/(2π),(Bn θ−Sθ3 )/(2π)が残
り、この点は上記実施の形態1(最適化法I)と本実施
の形態3(最適化法III )とで異なる。T1nの場合を例
に挙げて図示すると、図18のようになる。In this case, in the equations (4), (5), and (6) of the first embodiment (optimization method I), (T r · r) / (2π) remains as the DC component ( 9 (a)), (27), (28), and (29), as a DC component, ( Bn [ theta] -S [theta] 1 ) / (2 [pi]), ( Bn [ theta] -S).
θ 2 ) / (2π) and (B n θ-Sθ 3 ) / (2π) remain, and this point is the same as in the first embodiment (optimization method I) and the third embodiment (optimization method III). Different. FIG. 18 shows an example of the case of T 1n .
【0096】従って、直流成分に相違はあるものの、こ
れら3つの直流成分除去後の計測データT11,T21,T
31及びその式(27),(28),(29)を使って、
以後、上記実施の形態1(最適化法I)と同じアルゴリ
ズムを用いれば、即ち、図3のステップS3の処理(移
動平均などによる直流成分除去処理)以降及び図4、図
5、図6に示すアルゴリズムを実施すれば、翼番号1番
のタービン翼12の振動振幅a、位相φ、周波数fb を
求めることができる(図17のステップS33)。勿
論、他の翼番号のタービン翼12に対しても、翼番号1
番のタービン翼12と同様の処理を行うことにより、全
タービン翼12の振動振幅a、位相φ、周波数fb を求
めることができる。Therefore, although there are differences in the DC component, the measurement data T 11 , T 21 , T after the removal of these three DC components are performed.
31 and its equations (27), (28), (29),
After that, if the same algorithm as in the first embodiment (optimization method I) is used, that is, after the processing of step S3 in FIG. 3 (DC component removal processing by moving average etc.) and in FIG. 4, FIG. 5, and FIG. By executing the algorithm shown, the vibration amplitude a, the phase φ, and the frequency f b of the turbine blade 12 having the blade number 1 can be obtained (step S33 in FIG. 17). Of course, for turbine blades 12 having other blade numbers, blade number 1
By performing the same processing as the turbine blade 12 of No. 3, the vibration amplitude a, the phase φ, and the frequency f b of all the turbine blades 12 can be obtained.
【0097】ところで、上記では3点の翼センサを用い
る場合について説明したが、本実施の形態3(最適化法
III )は最少で2点の翼センサがあれば実施することが
できる。つまり、上記実施の形態1(最適化法I)で
は、各翼センサ間における翼通過時間差(2点法の式)
を求めることによって直流成分(Tr ・r)を除去する
ことから、少なくとも3点の翼センサが必要になるが、
本実施の形態3(最適化法III )では、常に回転パルス
検出時点からの時間差をとることによって直流成分(T
r ・r)を除去するため、翼センサが2点でも可能であ
る。但し、必ずしも回転パルス(キー溝検出信号)を回
転基準信号として用いる必要はなく、その他、適宜の信
号を回転基準信号として用いて時間差を求めてもよい。By the way, although the case of using the three-blade sensors has been described above, the third embodiment (optimization method) will be described.
III) can be implemented with a minimum of two wing sensors. That is, in the first embodiment (optimization method I), the blade passage time difference between the blade sensors (two-point method formula)
Since the direct current component (T r · r) is removed by obtaining, at least three blade sensors are required.
In the third embodiment (optimization method III), the DC component (T
It is possible to use two blade sensors to eliminate r / r). However, it is not always necessary to use the rotation pulse (key groove detection signal) as the rotation reference signal, and in addition, the time difference may be obtained by using an appropriate signal as the rotation reference signal.
【0098】なお、翼センサを少なくとも2点必要な理
由(翼センサが1点ではだめな理由)は、図4のステッ
プS8−1において、位相Cの式((10),(1
1),(12)式参照)について最小二乗法によりカー
ブフィットをして回転次数比nと位相φとも求めるため
には、少なくとも2つの式が必要となるためである。ま
た、最後にカーブフィットさせるとき、正弦波に対して
カーブフィットするためである。ここで、同期成分の場
合には何回転データをとっても直流成分となるので、翼
センサ1点だけであると、直流成分を観測しているた
め、この値から元の正弦波の振幅、位相、周波数を求め
ることは不可能であり、少なくとも2点の翼センサが必
要になる。翼センサが1点のみの場合には図19(a)
に示すような情報しか得られず、場合によっては0とな
ってしまう。一方、翼センサが2点以上あると、図19
(b)に示すように同期成分でも、その差からタービン
翼の振幅、位相、周波数の推定ができる。The reason why at least two blade sensors are required (the reason why one blade sensor is not enough) is that the equation for phase C ((10), (1
This is because at least two equations are required in order to obtain both the rotational order ratio n and the phase φ by curve fitting by the least-squares method with respect to 1) and (12). This is also because when the curve is finally fitted, the curve is fitted to the sine wave. Here, in the case of the synchronous component, no matter how many rotation data are taken, it becomes a direct current component, so if there is only one blade sensor, the direct current component is observed, and from this value the amplitude and phase of the original sine wave, It is not possible to determine the frequency and at least two wing sensors are needed. 19 (a) when there is only one wing sensor
Only the information shown in (1) is obtained, and in some cases it becomes 0. On the other hand, if there are two or more wing sensors,
As shown in (b), the amplitude, phase, and frequency of the turbine blade can be estimated from the difference between the synchronous components.
【0099】ところで、翼センサが2点の場合には、図
4のステップS8−1で位相Cの式をカーブフィットし
て回転次数比nと位相φとを求める際、位相Cが2点で
あることから、上記実施の形態1(最適化法I)の場
合、即ち、位相Cが3点の場合のように位相Cの値を補
正をすることができない。このため、現実には計測精度
が悪くなってしまう可能性もある。By the way, when the blade sensor has two points, when the equation of phase C is curve-fitted to obtain the rotational order ratio n and the phase φ in step S8-1 of FIG. Therefore, the value of the phase C cannot be corrected as in the case of the first embodiment (optimization method I), that is, when the phase C has three points. Therefore, in reality, the measurement accuracy may deteriorate.
【0100】但し、このことは2点の翼センサの間隔を
充分に近づけることによって対応することができる。つ
まり、2点の翼センサを充分に近づければ、2点の位相
Cの値も非常に近い値になるはずであることから、かな
り高い振動周波数でもないかぎり、2π以上の位相差に
なることはないため、補正を要することにはならない。
また、数値解析やタッピングによる静的試験などによる
翼振動数の予測値をカーブフィットに反映させることよ
って、計測精度を向上させることができる。However, this can be dealt with by making the distances between the two blade sensors sufficiently close to each other. In other words, if the two wing sensors are brought close enough, the phase C values at the two points should also be very close values, so a phase difference of 2π or more will occur unless the vibration frequency is considerably high. Therefore, no correction is required.
In addition, the accuracy of measurement can be improved by reflecting the predicted value of the blade vibration frequency by the numerical analysis or the static test by tapping on the curve fit.
【0101】以上のように、本実施の形態3(最適化法
III )によれば、最少で2点の翼センサ54−1,54
−2を用いるだけで、タービン翼12の振動振幅a、位
相φ、周波数fb を求めることができる。このため、翼
センサなどの計測設備のコストが大幅に低減され、セン
サ取り付け作業やメンテナンスなどに要する期間やコス
トも大幅に低減される。As described above, the third embodiment (optimization method)
According to III), at least two blade sensors 54-1, 54
The vibration amplitude a, the phase φ, and the frequency f b of the turbine blade 12 can be obtained only by using −2. Therefore, the cost of measurement equipment such as a blade sensor is significantly reduced, and the period and cost required for sensor installation work and maintenance are also significantly reduced.
【0102】また、この翼振動計測方法を用いた翼振動
計測システムでは、常時、翼センサ54−1,54−2
の翼検出信号d1N,d2Nに基づいて翼振動の振幅a、位
相φ、周波数fb を求めることにより、タービン翼12
の振動監視を行うこともできる。Further, in the blade vibration measuring system using this blade vibration measuring method, the blade sensors 54-1 and 54-2 are always operated.
Of the turbine blade 12 by obtaining the amplitude a, the phase φ, and the frequency f b of the blade vibration based on the blade detection signals d 1N and d 2N of
Vibration monitoring can also be performed.
【0103】<実施の形態4>・・・節直径モード法I
上記実施の形態1,2,3の最適化法I,II,IIIは各タ
ービン翼が相互に独立して回転軸に取り付けられている
場合の手法であるが、本実施の形態4の節直径モード法
I及び次の実施の形態5の節直径モード法IIは回転軸に
取り付けられた全タービン翼が連成されて全周つづりモ
ードで振動(連成状態で振動)する場合に適用できる手
法である。<Embodiment 4> ... Node-diameter mode method I In the optimization methods I, II, and III of the above-described Embodiments 1, 2, and 3, each turbine blade is attached to a rotating shaft independently of each other. However, the nodal diameter mode method I of the fourth embodiment and the nodal diameter mode method II of the next fifth embodiment are formed by connecting all turbine blades attached to the rotating shaft over the entire circumference. This method can be applied when vibrating in the spelling mode (vibrating in a coupled state).
【0104】図20は本発明の実施の形態4(節直径モ
ード法I)に係る翼振動計測システムのセンサ配置図、
図21はタービン翼の構造例を示す説明図である。FIG. 20 is a sensor layout diagram of the blade vibration measuring system according to the fourth embodiment (node diameter mode method I) of the present invention,
FIG. 21 is an explanatory diagram showing a structural example of a turbine blade.
【0105】図20に示すように、本実施の形態4(節
直径モード法I)では2つの翼センサ54−1,54−
2を用いる。そして、ここで計測の対象となるタービン
ロータ50では回転軸51に取り付けられた多数(例え
ば60枚)の動翼52を相互に溶接したり、或いは、図
21に示すように隣接する動翼52の先端部(頭部)同
士を相互に入り組んだ構造とすることなどにより、全タ
ービン翼52が連成状態となっている。かかる構造のタ
ービンロータ50ではタービン翼52が全周つづりモー
ドで振動する。即ち、全タービン翼52が連成されてい
るため、共振点では全タービン翼52が相互に位相差を
有して同時に一体的に振動する。As shown in FIG. 20, in the fourth embodiment (nodal diameter mode method I), two blade sensors 54-1 and 54- are used.
2 is used. Then, in the turbine rotor 50 to be measured here, a large number (for example, 60) of moving blades 52 attached to the rotating shaft 51 are welded to each other, or as shown in FIG. All turbine blades 52 are in a coupled state by, for example, having a structure in which the tip portions (head portions) of the above are intertwined with each other. In the turbine rotor 50 having such a structure, the turbine blades 52 vibrate in the all-peripheral spelling mode. That is, since all the turbine blades 52 are coupled, at the resonance point, all the turbine blades 52 have a mutual phase difference and simultaneously vibrate integrally.
【0106】かかる全周つづりモードの振動について、
ある瞬間の状態を示すと、図23又は図24のように表
現することができる。図23及び図24において、+,
−はそれぞれ回転軸方向の一方側への振れと他方側への
振れとを表している。Regarding the vibration in the all-round spelling mode,
A state at a certain moment can be expressed as shown in FIG. 23 or FIG. 23 and 24, +,
The − represents the swing to one side and the swing to the other side in the rotation axis direction, respectively.
【0107】タービン翼52には1番から順番に番号
(例えば1番から60番までの番号)を設定している。
回転軸51の外周面にはキー溝53が形成されている。
タービン翼52の外周には2点の非接触式の翼センサ5
4−1,54−2が周方向に所定の間隔で配設されてい
る。これらの翼センサ54−1,54−2は近接センサ
であり、タービンロータ50の回転により、それぞれの
タービン翼52がそれぞれの翼センサ54−1,54−
2の取り付け位置に達した時点(タービン翼の先端部が
センサと対向した時点)で翼検出信号を出力する。ま
た、タービン回転軸51の外周には非接触式のキー溝セ
ンサ55が配設されている。このキー溝センサ55も近
接センサであり、タービンロータ50の回転により、回
転軸51に形成されているキー溝53がキー溝センサ5
5の取り付け位置に達した時点(キー溝がセンサと対向
した時点)でキー溝検出信号(回転パルス)を出力す
る。The turbine blades 52 are sequentially numbered from 1 (for example, numbers 1 to 60).
A key groove 53 is formed on the outer peripheral surface of the rotating shaft 51.
Two non-contact blade sensors 5 are provided on the outer circumference of the turbine blade 52.
4-1 and 54-2 are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction. These blade sensors 54-1 and 54-2 are proximity sensors, and the rotation of the turbine rotor 50 causes the respective turbine blades 52 to move to the respective blade sensors 54-1 and 54-2.
The blade detection signal is output at the time when the mounting position of 2 is reached (when the tip of the turbine blade faces the sensor). Further, a non-contact type key groove sensor 55 is arranged on the outer periphery of the turbine rotating shaft 51. This key groove sensor 55 is also a proximity sensor, and the key groove 53 formed on the rotary shaft 51 is rotated by the rotation of the turbine rotor 50 so that the key groove sensor 5
A key groove detection signal (rotation pulse) is output when the mounting position of No. 5 is reached (when the key groove faces the sensor).
【0108】なお、翼センサ54−1,54−2やキー
溝センサ55としては、タービン翼52やキー溝53を
非接触で検出可能なものであればよく、光センサなど、
適宜のセンサを用いることができる。The blade sensors 54-1 and 54-2 and the key groove sensor 55 may be anything that can detect the turbine blade 52 and the key groove 53 in a non-contact manner, such as an optical sensor.
Appropriate sensors can be used.
【0109】図20中のSθ1 ,Sθ2 は、それぞれの
翼センサ54−1,54−2の取付角度である。即ち、
キー溝センサ55の取付位置(回転パルスの出力位置)
から各翼センサ54−1,54−2までの角度である。
また、BN θはN番目のタービン翼52の取付角度であ
る。即ち、キー溝55の取付位置(回転パルスの出力位
置)からN番目のタービン翼52までの角度である。例
えば1番目のタービン翼52の取付角度はB1 θ、2番
目のタービン翼52の取付角度はB2 θ、3番目のター
ビン翼52の取付角度はB3 θである。In FIG. 20, Sθ 1 and Sθ 2 are the mounting angles of the blade sensors 54-1 and 54-2, respectively. That is,
Mounting position of key groove sensor 55 (output position of rotation pulse)
To the blade sensors 54-1 and 54-2.
B N θ is the mounting angle of the Nth turbine blade 52. That is, it is the angle from the attachment position of the key groove 55 (output position of the rotation pulse) to the Nth turbine blade 52. For example, the mounting angle of the first turbine blade 52 is B 1 θ, the mounting angle of the second turbine blade 52 is B 2 θ, and the mounting angle of the third turbine blade 52 is B 3 θ.
【0110】図22は本発明の実施の形態4(節直径モ
ード法I)に係る翼振動計測システムの構成を示すブロ
ック図である。同図に示すように、翼センサ54−1,
54−2の翼検出信号d1N ,d2Nは時計56−1,56
−2にそれぞれ入力される。キー溝センサ55のキー溝
検出信号(回転パルス)eは、それぞれの時計56−
1,16−2と時計57とに入力される。FIG. 22 is a block diagram showing the configuration of a blade vibration measuring system according to the fourth embodiment (node diameter mode method I) of the present invention. As shown in the figure, the blade sensors 54-1,
The blade detection signals d 1N and d 2N of 54-2 are clocks 56-1 and 56.
-2 are input respectively. The key groove detection signal (rotation pulse) e of the key groove sensor 55 is the clock 56-
1, 16-2 and the clock 57.
【0111】時計56−1,56−2では、キー溝セン
サ55から最初のキー溝検出信号eを入力したら、これ
をきっかけとして、それ以後の翼センサ54−1,54
−2の翼検出信号d1N,d2Nに基づき、全タービン翼5
2が翼センサ54−1,54−2を順次通過する時間T
1(N) , T2(N) を計測し、これらの翼通過時間T
1(N) ,T1(N) をCPU58に出力する。つまり、翼
通過時間T1(N) ,T2(N) は翼番号Nの関数となり、
タービン翼52の全枚数が例えば60枚であるとする
と、1回転当り60点の計測データが得られることにな
る。In the clocks 56-1 and 56-2, when the first key groove detection signal e is input from the key groove sensor 55, this is used as a trigger, and the subsequent blade sensors 54-1 and 54-4.
-2 based on the blade detection signals d 1N and d 2N
Time T during which 2 passes through the blade sensors 54-1 and 54-2 sequentially
1 (N), T 2 (N) are measured, and these blade passing times T
1 (N) and T 1 (N) are output to the CPU 58. That is, the blade passing times T 1 (N) and T 2 (N) are functions of the blade number N,
If the total number of turbine blades 52 is 60, for example, 60 points of measurement data can be obtained per rotation.
【0112】翼検出信号d1N,d2Nや翼通過時間T
1(N) ,T2(N) におけるNは翼番号である。翼検出信
号d1N,d2Nと各タービン翼12との対応、即ち、何番
目にCPU18に入力した翼通過時間T1N,T2N,T3N
が何番の翼52のものかは、センサ取付角度Sθ1 ,S
θ2 ,Sθ3 や翼取付角度BN θによって一義的に決ま
るため、このことを予めCPU58に記憶しておくこと
により、CPU58において判断する。Blade detection signals d 1N , d 2N and blade transit time T
N in 1 (N) and T 2 (N) is a blade number. Correspondence between the blade detection signals d 1N and d 2N and each turbine blade 12, that is, the blade passing times T 1N , T 2N and T 3N which are input to the CPU 18 at what order.
No. of the wing 52 depends on the sensor mounting angles Sθ 1 , S
Since it is uniquely determined by θ 2 , Sθ 3 and the blade mounting angle B N θ, this is stored in the CPU 58 in advance, and the CPU 58 makes the determination.
【0113】時計57では、キー溝センサ55からキー
溝検出信号eを入力してから次のキー溝検出信号eを入
力するまでの時間、即ち、タービンロータ50が1回転
するのに要する回転周期Tr を順次計測してCPU58
に出力する。In the timepiece 57, the time from the input of the key groove detection signal e from the key groove sensor 55 to the input of the next key groove detection signal e, that is, the rotation cycle required for the turbine rotor 50 to make one rotation The CPU 58 measures T r sequentially
Output to.
【0114】詳細は後述するが、CPU58では時計5
6−1,56−2から入力した翼通過時間T1(N) ,T
2(N) や時計57から入力したロータ回転周期Tr など
に基づいて、各タービン翼52に発生した振動の振幅
a、位相φ、振動数fb (回転次数比n)を算出する。As will be described in detail later, the CPU 58 uses the clock 5
Blade passing time T 1 (N), T input from 6-1 and 56-2
2 (N) or the rotor rotation period T r input from the clock 57, the amplitude a of the vibration generated in each turbine blade 52, the phase φ, and the frequency f b (rotation order ratio n) are calculated.
【0115】CPU58で算出された各タービン翼52
の振動振幅a、位相φ、振動数fbは、送信器59によ
って遠方監視装置60へ伝送される。遠方監視装置60
では、現場から送信されてきた各タービン翼52の振動
振幅a、位相φ、振動数fbを、受信器61で受信し、
CPU62で信号処理して表示器63に表示する。従っ
て、作業員は表示器63に表示される各タービン翼52
の振動振幅a、位相φ、振動数fb をみることにより、
各タービン翼52の振動状態を監視することができる。Each turbine blade 52 calculated by the CPU 58
The vibration amplitude a, the phase φ, and the frequency f b are transmitted by the transmitter 59 to the remote monitoring device 60. Remote monitoring device 60
Then, the vibration amplitude a, the phase φ, and the frequency f b of each turbine blade 52 transmitted from the site are received by the receiver 61,
The signal is processed by the CPU 62 and displayed on the display 63. Therefore, the worker is required to display each turbine blade 52 displayed on the display 63.
By looking at the vibration amplitude a, the phase φ, and the frequency f b of
The vibration state of each turbine blade 52 can be monitored.
【0116】ここで、図25のフローチャートなどに基
づき、CPU58におけるタービン翼52の振動振幅
a、位相φ、振動数fb の演算処理について詳述する。Now, the calculation processing of the vibration amplitude a, the phase φ, and the frequency f b of the turbine blade 52 in the CPU 58 will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.
【0117】まず、全タービン翼52の通過時間T
1(N) ,T2(N) を計測する(図25のステップS5
1)。この具体的な計測方法は上記の通りである。全周
つづりモード振動の場合、全タービン翼間の位相が正弦
波で与えられることから、ここで計測した翼通過時間T
1(N) ,T2(N) を式で表すと、次の(30),(3
1)式のようになる。また、翼通過時間T1(N) ,T
2(N) を、各タービン翼52ごとの計測データT1N,T
2Nとしてみれば、次の(32),(33)式(1点法の
式)のように表される(上記(1),(2)式と同
様)。First, the passage time T of all turbine blades 52
1 (N) and T 2 (N) are measured (step S5 in FIG. 25).
1). The specific measuring method is as described above. In the case of all-round spelling mode vibration, since the phase between all turbine blades is given by a sine wave, the blade passage time T measured here
1 (N) and T 2 (N) can be expressed by the following equations (30) and (3
It becomes like the formula 1). In addition, the blade passing times T 1 (N), T
2 (N) is measured data T 1N , T for each turbine blade 52.
If viewed as 2N , it is expressed as the following equations (32) and (33) (equations of the one-point method) (similar to the above equations (1) and (2)).
【0118】[0118]
【数12】 [Equation 12]
【0119】[0119]
【数13】 [Equation 13]
【0120】上記(30),(31)式は節直径モード
法の式として知られているものである。ここで、T
1(N) ,T2(N) は上記のように翼センサ54−1,5
4−2によって計測した翼通過時間であり、翼番号Nの
関数となる。Tr はロータ回転周期、即ち、タービンロ
ータ50が1回転するのに要する時間である。このロー
タ回転周期Tr は上記のようにキー溝センサ55のキー
溝検出信号eに基づいて計測する。rはロータ回転、即
ち、タービンロータ50が何回転したかを表している。
このロータ回転rはCPU58においてロータ回転周期
Tr の入力回数をカウントすることにより求めることが
できる。或いは、キー溝センサ55のキー溝検出信号e
をカウントしてロータ回転rを求めてもよい。fb1〜f
bxは翼振動数であり、CPU58において回転次数比n
とロータ回転数Ωとの積(n・Ω)を計算することによ
り求めることができる。Ωはロータ回転数であり、CP
U58においてロータ回転周期Tr の逆数(1/Tr )
を計算することにより求めることができる。a1 (fb1)
〜aX (fbx)は翼振動の振幅であり、翼振動数fb1〜f
bxで与えられる関数である。φ1 (fb1)〜φX (fbx)は
翼振動の位相(モードの位相)であり、翼振動数f b1〜
fbxで与えられる関数である。Nは上記のように翼番号
である。Nmax は全タービン翼の枚数(例えば60枚)
である。The above equations (30) and (31) are node diameter modes.
This is known as the law formula. Where T
1(N), T2(N) is the blade sensor 54-1, 5 as described above.
4-2 is the blade transit time measured by
It becomes a function. TrIs the rotor rotation period, that is, the turbine
This is the time required for the motor 50 to make one rotation. This low
Rotation cycle TrIs the key of the keyway sensor 55 as described above
The measurement is performed based on the groove detection signal e. r is the rotor rotation, immediately
The number of revolutions of the turbine rotor 50 is shown.
This rotor rotation r is the rotor rotation cycle in the CPU 58.
TrCan be obtained by counting the number of times
it can. Alternatively, the keyway detection signal e of the keyway sensor 55
May be counted to obtain the rotor rotation r. fb1~ F
bxIs the blade frequency, and the rotation order ratio n in the CPU 58
By calculating the product (n · Ω) of
Can be requested. Ω is the rotor speed, CP
Rotor rotation period T at U58rReciprocal of (1 / Tr)
It can be obtained by calculating. a1(fb1)
~ AX(fbx) Is the amplitude of the blade vibration, and the blade frequency fb1~ F
bxIs a function given by. φ1(fb1) ~ ΦX(fbx) Is
The blade vibration phase (mode phase), and the blade frequency f b1~
fbxIs a function given by. N is the wing number as described above
Is. NmaxIs the number of all turbine blades (eg 60)
Is.
【0121】uは周速であり、CPU18においてロー
タ回転数Ωとタービンロータ10の外周(翼の先端部が
描く円周)の長さLとの積(Ω・L)を計算することに
より求めることができる。BN θ及びSθ1 ,Sθ2 ,
Sθ3 は上記のようにタービン翼12や翼センサ14−
1,14−2,14−3の取付角度であり、予めメモリ
などに記憶しておいてCPU18での演算処理に用い
る。なお、上記の翼通過時間T1(N) ,T2(N) にはB
N θは含まれていない。この翼通過時間T1(N) ,T
2(N) は翼毎に分けた結果ではなく、全翼を合わせた結
果である。今、節直径モードにてタービン翼が振れると
仮定しているので翼通過時間T1(N) ,T2(N) の式に
BN θはない。なお、BN θはBN θ=(N/Nmax )
Nd1 +φ1 という式に相当している。Nd1 〜Ndx
はNd次のノーダルダイヤ数である(正の時は後退波モ
ード、負の時は進行波モード)。つまり、ノーダルダイ
ヤ数Ndはタービンロータ50が1回転する間に全周つ
づりモード振動において正弦波が何波あるかを表す値で
あり、例えば図24の場合にはNdは3であり、3次の
ノーダルダイヤとなる。n1 〜nx は回転次数比であ
り、ロータ回転数Ωと翼振動数fb との比(fb/Ω)
である。U is the peripheral speed, which is obtained by calculating the product (Ω · L) of the rotor rotational speed Ω and the length L of the outer circumference of the turbine rotor 10 (circle drawn by the tip of the blade) in the CPU 18. be able to. B N θ and Sθ 1 , Sθ 2 ,
Sθ 3 is determined by the turbine blade 12 and the blade sensor 14-
The mounting angles of 1, 14-2 and 14-3 are stored in advance in a memory or the like and used for the arithmetic processing in the CPU 18. The blade passing times T 1 (N) and T 2 (N) are B
N θ is not included. This blade passing time T 1 (N), T
2 (N) is not the result for each blade, but the result for all blades. Since it is assumed that the turbine blade swings in the nodal diameter mode, there is no B N θ in the equations for the blade transit times T 1 (N) and T 2 (N). In addition, B N θ is B N θ = (N / N max ).
This corresponds to the expression Nd 1 + φ 1 . Nd 1 to Nd x
Is the Nd-order nodal diamond number (reverse wave mode when positive, traveling wave mode when negative). That is, the nodal diamond number Nd is a value representing how many sine waves are present in the all-round spelling mode vibration during one rotation of the turbine rotor 50. For example, Nd is 3 in the case of FIG. It becomes a nodal diamond. n 1 to n x are rotational order ratios, which are the ratio of the rotor rotational speed Ω to the blade frequency f b (f b / Ω)
Is.
【0122】更に、上記(30),(31)式を簡単化
するため、上記(30),(31)式においてN=N+
rNmax とすると、翼通過時間T1(N) ,T2(N) は次
の(34),(35)式のようになる。このことは、例
えば全タービン翼枚数が60枚である場合、本来ならば
翼番号が60番の次は1番,2番,・・・となるが、こ
れを61番,62番,・・・となるようにすることを意
味している。Further, in order to simplify the equations (30) and (31), N = N + in the equations (30) and (31).
Assuming rN max , the blade transit times T 1 (N) and T 2 (N) are given by the following equations (34) and (35). This means that, for example, when the total number of turbine blades is 60, the blade number is originally 60, followed by 1, 2, ..., But 61, 62, ...・ It means that
【0123】[0123]
【数14】 [Equation 14]
【0124】続いて、翼通過時間T1(N) ,T2(N) の
値から直流成分を除去する(図25のステップS5
2)。即ち、上記(34),(35)式の第1項目の直
流成分を除去する。この直流成分の除去方法について詳
述すると、次のとおりである。即ち、計測結果は図26
に示すようになるため、これのトレンド成分を除去すれ
ばよい。トレンド成分を除去するには次の(1)〜
(3)の3通りの方法がある。Then, the DC component is removed from the values of the blade passing times T 1 (N) and T 2 (N) (step S5 in FIG. 25).
2). That is, the DC component of the first item of the equations (34) and (35) is removed. The method of removing the DC component will be described in detail below. That is, the measurement result is shown in FIG.
Therefore, the trend component should be removed. To remove the trend component, follow (1) ~
There are three methods of (3).
【0125】(1)1回転以上毎に翼番号と計測時間の
1次近似曲線(トレンド成分)を算出し、その結果との
差分をとる。
(2)2点以上の回転パルスを使って1次近似した結果
を補間し、この結果との差分をとる。即ち、横軸に0〜
360°の回転角度をとり、縦軸に時間をとったときの
傾きを求めることにより、トレンド成分を求めて、この
結果との差分をとる。具体的な手順は次の(a)〜
(b)である。
(a)回転パルス間の時間を360°として1次近似を
行う。
(b)回転パルスと翼位置の関係を理論的又は実験的
(前の回転からの移動平均値を使う)に決める。例えば
翼枚数が100枚の場合には、0.1deg,3.7d
eg,7.3deg,10.8deg・・・となる。
(c)回転パルスより求まる傾きを翼位置に代入してト
レンド成分を算出する。
(d)この結果との差分をとる。
(3)ロータリエンコーダ等の回転パルスを機械的に補
間できる装置を取り付けて、この装置から出力されるパ
ルス列の多項式近似を行う。そして、この結果に上記の
翼位置の関係を代入してトレンド成分を算出し、この結
果との差分をとる。(1) A first-order approximation curve (trend component) of the blade number and the measurement time is calculated for each rotation or more, and the difference from the result is calculated. (2) The result of the first-order approximation is interpolated using the rotation pulses of two or more points, and the difference from this result is obtained. That is, 0 on the horizontal axis
The trend component is obtained by taking the rotation angle of 360 ° and finding the slope when the vertical axis is the time, and the difference from this result is taken. The specific procedure is as follows (a)-
It is (b). (A) First-order approximation is performed with the time between rotation pulses set to 360 °. (B) The relationship between the rotation pulse and the blade position is determined theoretically or experimentally (using the moving average value from the previous rotation). For example, when the number of blades is 100, 0.1 deg, 3.7 d
eg, 7.3 deg, 10.8 deg, and so on. (C) The trend component is calculated by substituting the blade position with the inclination obtained from the rotation pulse. (D) Take the difference from this result. (3) A device such as a rotary encoder that can mechanically interpolate the rotation pulse is attached, and polynomial approximation of the pulse train output from this device is performed. Then, the trend component is calculated by substituting the above-mentioned blade position relationship into this result, and the difference from this result is obtained.
【0126】直流成分を除去した後の翼通過時間T
1(N) ,T2(N) は次の(36),(37)式のように
なる。即ち、このときの翼通過時間T1(N) ,T2(N)
の値は振動成分だけとなる。Blade passage time T after removal of DC component
1 (N) and T 2 (N) are expressed by the following equations (36) and (37). That is, the blade passing times T 1 (N) and T 2 (N) at this time
The value of is only the vibration component.
【0127】[0127]
【数15】 [Equation 15]
【0128】次に、振動成分だけとなった翼通過時間T
1(N) ,T2(N) に対して周波数分析(FFT)を行な
い、ピーク値を検索する(図25のステップS53)。
このとき図28に示すように(n+Nd)ハーモニクス
にピークがでる。この時点で翼振動の振幅a1 (全体の
平均振幅)と位相φ1 (モードの位相)とが求まること
になる。その後、各ピークについて位相差を確認する
(図25のステップS53)。つまり、翼通過時間T
1(N) ,T2(N) を周波数分析して求めた位相φ同士の
差を求める。このとき、勿論、位相差を確認するのでT
1(N) とT2(N) の翼番号Nを正確に合わせる。上記
(36)式と(37)式との比較から明らかなように、
位相差は次の(38)式のようになる。Next, the blade passing time T which is only the vibration component
Frequency analysis (FFT) is performed on 1 (N) and T 2 (N) to search for a peak value (step S53 in FIG. 25).
At this time, as shown in FIG. 28, a peak appears in (n + Nd) harmonics. At this point, the amplitude a 1 (total average amplitude) of the blade vibration and the phase φ 1 (mode phase) are obtained. After that, the phase difference is confirmed for each peak (step S53 in FIG. 25). That is, the blade passing time T
The difference between the phases φ obtained by frequency analysis of 1 (N) and T 2 (N) is obtained. At this time, of course, since the phase difference is confirmed, T
Accurately match the blade numbers N of 1 (N) and T 2 (N). As is clear from the comparison between the equations (36) and (37),
The phase difference is expressed by the following equation (38).
【0129】[0129]
【数16】 [Equation 16]
【0130】したがって、この(38)式を変形した上
記(39)式から、前記位相差に基づいて回転次数比n
を求める(図25のステップS54)。但し、位相差で
みているので、位相差+2π,位相差+4π,・・・、
位相差−2π,位相差−4π,・・・の計算を行ない、
これらの位相差を(39)式に代入することにより、複
数種類の回転次数比nを求める。Therefore, from the equation (39) obtained by modifying the equation (38), the rotation order ratio n is calculated based on the phase difference.
Is calculated (step S54 in FIG. 25). However, since the phase difference is considered, the phase difference + 2π, the phase difference + 4π, ...
Phase difference −2π, phase difference −4π, ...
By substituting these phase differences into the equation (39), a plurality of types of rotational order ratios n are obtained.
【0131】続いて、この次数比nと、上記ステップS
53の周波数分析結果と併せて、ノーダルダイヤ数Nd
を求める(図25のステップS55)。即ち、上記周波
数分析では(n+Nd)ハーモニクスにピークがでるた
め、上記周波数分析によってピークサーチした次数比
(n+Nd)から、上記ステップS54において求めた
次数比nの値を差し引くことによってNdの値を求め
る。Then, the order ratio n and the above step S
Nodal diamond number Nd together with the frequency analysis result of 53
Is calculated (step S55 in FIG. 25). That is, since a peak appears in (n + Nd) harmonics in the frequency analysis, the value of Nd is obtained by subtracting the value of the order ratio n obtained in step S54 from the order ratio (n + Nd) that was peak-searched by the frequency analysis. .
【0132】ここで、1点法の式で表される各タービン
翼52の翼通過時間Tに対して周波数分析(FFT)を
行う(図25のステップS56)。即ち、例えば翼番号
1番のタービン翼52を例に挙げると、まず、上記ステ
ップS51で計測した翼番号1番のタービン翼52の翼
通過時間T11,T21から、上記(32),(33)式の
第1項目の直流成分(Tr ・r)を除去する。この直流
成分を除去する方法は図17のステップS32の場合と
同様である。このときの式は次の(40),(41)式
となる。更に、翼通過時間T11,T21から、(40),
(41)式の第1項目の直流成分を除去する。この直流
成分を除去する方法は図3のステップS3の場合と同様
である。このときの式は次の(42),(43)式とな
る。そして、この直流成分を全て除去した翼通過時間T
11,T21の値に対して、周波数分析を行う。また、周波
数分析の結果については全タービン翼の平均をとる。こ
の周波数分析の様子を図29に示す。次数比は実際には
0.5までであり、0.5〜1は共役複素数となってい
る。なお、全タービン翼の平均値は、図30に示すよう
に各次数比(周波数)の算術平均値(同じ次数比の算術
平均値)である。Here, frequency analysis (FFT) is performed on the blade passage time T of each turbine blade 52 represented by the one-point method formula (step S56 in FIG. 25). That is, for example, taking the turbine blade 52 of blade number 1 as an example, first, from the blade passing times T 11 and T 21 of the turbine blade 52 of blade number 1 measured in step S51, the above (32), ( The DC component (T r · r) of the first item of the equation 33) is removed. The method of removing this DC component is the same as that in step S32 of FIG. The equations at this time are the following equations (40) and (41). Furthermore, from the blade passing times T 11 and T 21 , (40),
The DC component of the first item of the equation (41) is removed. The method of removing this DC component is the same as that in step S3 of FIG. The equations at this time are the following equations (42) and (43). Then, the blade passage time T when all the DC components are removed
Frequency analysis is performed on the values of 11 and T 21 . The results of frequency analysis are averaged over all turbine blades. The state of this frequency analysis is shown in FIG. The order ratio is actually up to 0.5, and 0.5 to 1 are conjugate complex numbers. The average value of all turbine blades is the arithmetic average value of each order ratio (frequency) (the arithmetic average value of the same order ratio) as shown in FIG.
【0133】[0133]
【数17】 [Equation 17]
【0134】[0134]
【数18】 [Equation 18]
【0135】続いて、上記ステップS56で周波数分析
をして算出したスペクトルを、折り返しを考慮して図3
1のように展開する(図25のステップS57)。そし
て、この展開したスペクトルに基づき、上記ステップS
54で算出した複数種類の次数比nに最もピークの各タ
ービン翼52の振動の振幅aと位相φをサーチする(図
25のステップS58)。Subsequently, the spectrum calculated by the frequency analysis in the above step S56 is shown in FIG.
It develops like 1 (step S57 of FIG. 25). Then, based on this expanded spectrum, the above step S
The amplitude a and the phase φ of the vibration of each turbine blade 52 having the highest peak in the plural order ratios n calculated in 54 are searched (step S58 in FIG. 25).
【0136】続いて、次の(44),(45)式から理
論的に求まる各ピークの位相と、実際の位相、即ち、上
記ステップS58で求めた各タービン翼52の位相とを
比較して、最小誤差となる次数比nを正しい次数比nと
する(図25のステップS59)。Subsequently, the phase of each peak theoretically obtained from the following equations (44) and (45) is compared with the actual phase, that is, the phase of each turbine blade 52 obtained in step S58. , The order ratio n having the minimum error is set to the correct order ratio n (step S59 in FIG. 25).
【0137】[0137]
【数19】 [Formula 19]
【0138】次に、上記ステップS59において求めた
各ピークの次数比nを、節直径モード法の式である上記
(36),(37)式に初期値として与えて、非線形最
小二乗法でカーブフィットをすることにより、最も正し
い次数比nを求める(図25のステップS60)。Next, the order ratio n of each peak obtained in step S59 is given as an initial value to the equations (36) and (37) which are equations of the nodal diameter mode method, and the curve is calculated by the nonlinear least squares method. By fitting, the most correct order ratio n is obtained (step S60 in FIG. 25).
【0139】最後に、必要があれば、上記ステップS6
0で求めた次数比nを用いて正しいノーダルダイア数N
dを求める(図25のステップS61)。即ち、上記ス
テップS55の場合と同様に、上記ステップS53の周
波数分析によってピークサーチした次数比(n+Nd)
から、上記ステップS60において求めた次数比nの値
を差し引くことによってNdの値を求める。そして、上
記ステップS60において求めた次数比nに基づいて、
各翼の振動の振幅aと位相φとを求める。即ち、上記ス
テップS60において求めた次数比nを1点法の式であ
る上記(42),(43)式にフィードバックして、各
タービン翼52の振動の振幅aと位相φとを、非線形最
小二乗法によるカーブフィットか周波数分析(FFT)
によって求める(図25のステップS61)。Finally, if necessary, the above step S6
Correct nodal diamond number N using the order ratio n obtained by 0
d is calculated (step S61 in FIG. 25). That is, as in the case of step S55, the order ratio (n + Nd) obtained by the peak search by the frequency analysis of step S53 is performed.
Then, the value of Nd is obtained by subtracting the value of the order ratio n obtained in step S60. Then, based on the order ratio n obtained in step S60,
The amplitude a and the phase φ of the vibration of each blade are obtained. That is, the order ratio n obtained in step S60 is fed back to the equations (42) and (43), which are one-point equations, and the amplitude a and the phase φ of the vibration of each turbine blade 52 are nonlinearly minimized. Curve fitting or frequency analysis (FFT) by square method
(Step S61 in FIG. 25).
【0140】以上のように、本実施の形態4(節直径モ
ード法I)によれば、僅か2点の翼センサ54−1,5
4−2を用いるだけで、タービン翼52の振動振幅a、
位相φ、周波数fb を求めることができる。このため、
翼センサなどの計測設備のコストが大幅に低減され、セ
ンサ取り付け作業やメンテナンスなどに要する期間やコ
ストも大幅に低減される。As described above, according to the fourth embodiment (nodal diameter mode method I), only two blade sensors 54-1 and 5-5 are provided.
With only 4-2, the vibration amplitude a of the turbine blade 52,
The phase φ and the frequency f b can be obtained. For this reason,
The cost of measurement equipment such as blade sensors will be greatly reduced, and the time and cost required for sensor installation work and maintenance will be greatly reduced.
【0141】また、この翼振動計測方法を用いた翼振動
計測システムでは、常時、翼センサ54−1,54−2
の翼検出信号d1N,d2Nに基づいて翼振動の振幅a、位
相φ、周波数fb を求めることにより、タービン翼52
の振動監視を行うこともできる。Further, in the blade vibration measuring system using this blade vibration measuring method, the blade sensors 54-1 and 54-2 are always operated.
Of the turbine blade 52 by obtaining the amplitude a, the phase φ, and the frequency f b of the blade vibration based on the blade detection signals d 1N and d 2N of
Vibration monitoring can also be performed.
【0142】
<実施の形態5>・・・節直径モード法II
上記実施の形態4(節直径モード法I)では2点の翼セ
ンサを用いたが、翼センサが等ピッチ(間隔)で3点あ
る場合には2点法を使って上記実施の形態4(節直径モ
ード法I)と同様のことが可能であることに着目したも
のが、本実施の形態5の節直径モード法IIである。以
下、この節直径モード法IIについて具体的に説明する。<Embodiment 5> ... Nodal Diameter Mode Method II In the above-described Embodiment 4 (nodal diameter mode method I), two blade sensors are used. However, the blade sensors have three equal pitches (intervals). When there is a point, the two-point method is used to focus on the fact that the same thing as in the above-mentioned Embodiment 4 (node diameter mode method I) is possible. is there. The nodal diameter mode method II will be specifically described below.
【0143】図32は本発明の実施の形態5(節直径モ
ード法II)に係る翼振動計測システムのセンサ配置図、
図33は本発明の実施の形態5(節直径モード法II)に
係る翼振動計測システムの構成を示すブロック図であ
る。図32及び図33において上記図20及び図22と
同様の部分には同一の符号を付し重複する説明は省略す
る。FIG. 32 is a sensor layout diagram of the blade vibration measuring system according to the fifth embodiment (node diameter mode method II) of the present invention,
FIG. 33 is a block diagram showing the configuration of the blade vibration measurement system according to the fifth embodiment (node diameter mode method II) of the present invention. 32 and 33, the same parts as those in FIGS. 20 and 22 are designated by the same reference numerals, and the duplicated description will be omitted.
【0144】図32及び図33に示すように、本実施の
形態5(節直径モード法II)では3つの翼センサ54−
1,54−2,54−3を用いる。これら3つの翼セン
サ14−1,14−2,14−3,14−4は等ピッチ
で配設する。即ち、翼センサ54−1,54−2,54
−3の取付角度(回転パルス出力位置から各翼センサま
での角度)をSθ1 ,Sθ2 ,Sθ3 とすると、(Sθ
3 −Sθ2 )=(Sθ 2 −Sθ1 )=δとなっている。As shown in FIGS. 32 and 33, the present embodiment
In form 5 (nodal diameter mode method II), three blade sensors 54-
1, 54-2 and 54-3 are used. These three wings
14-1, 14-2, 14-3, 14-4 have equal pitch
To be installed. That is, the wing sensors 54-1, 54-2, 54
-3 mounting angle (from the rotation pulse output position to each blade sensor)
Angle in S)1, Sθ2, Sθ3Then, (Sθ
3-Sθ2) = (Sθ 2-Sθ1) = Δ.
【0145】3番目の翼センサ54−3も、他の翼セン
サと同様に近接センサなどの非接触式センサであり、タ
ービンロータ50の回転により、タービン翼52が翼セ
ンサ54−3の前を通過した時点(タービン翼の先端部
がセンサと対向した時点)で翼検出信号d3Nを出力す
る。この翼検出信号d3Nは時計56−3に入力される。
キー溝センサ15のキー溝検出信号(回転パルス)eは
時計56−4にも入力される。The third blade sensor 54-3 is also a non-contact type sensor such as a proximity sensor like the other blade sensors, and the turbine blade 50 rotates in front of the blade sensor 54-3 by the rotation of the turbine rotor 50. The blade detection signal d 3N is output at the time when it passes (when the tip of the turbine blade faces the sensor). The blade detection signal d 3N are input to the clock 56-3.
The keyway detection signal (rotation pulse) e of the keyway sensor 15 is also input to the timepiece 56-4.
【0146】時計16−4では、他の時計と同様にキー
溝センサ55から最初のキー溝検出信号eを入力した
ら、これをきっかけとして、それ以後の翼センサ54−
3の翼検出信号d1N,d2Nに基づき、全タービン翼52
が翼センサ54−3を順次通過する時間T3(N) を計測
し、この翼通過時間T3(N) をCPU58に出力する。
つまり、翼通過時間T3(N) は翼番号BN の関数とな
り、タービン翼52の全枚数が例えば60枚であるとす
ると、1回転当り、60点の計測データが得られること
になる。In the timepiece 16-4, when the first keyway detection signal e is input from the keyway sensor 55 as in the case of other timepieces, this is used as a trigger, and the subsequent blade sensors 54-
Based on the blade detection signals d 1N and d 2N of No. 3, all turbine blades 52
Measures the time T 3 (N) for the blade to pass the blade sensor 54-3 in sequence, and outputs the blade passing time T 3 (N) to the CPU 58.
That is, the blade passing time T 3 (N) is a function of the blade number B N , and assuming that the total number of turbine blades 52 is 60, for example, 60 points of measurement data can be obtained per revolution.
【0147】詳細は後述するが、CPU58では時計5
6−1,56−2,56−3から入力した翼通過時間T
1N,T2N,T3Nや時計57から入力したロータ回転周期
Trなどに基づいて、各タービン翼52に発生した振動
の振幅a、位相φ、振動数f b (回転次数比n)を算出
する。ここで、図34のフローチャートなどに基づき、
このCPU58におけるタービン翼52の振動振幅a、
位相φ、振動数fb の演算処理について詳述する。As will be described in detail later, the CPU 58 uses the clock 5
Blade passing time T input from 6-1, 56-2, 56-3
1N, T2N, T3NRotation cycle input from the or clock 57
TrVibration generated in each turbine blade 52 based on
Amplitude a, phase φ, frequency f bCalculate (rotational order ratio n)
To do. Here, based on the flowchart of FIG.
The vibration amplitude a of the turbine blade 52 in the CPU 58,
Phase φ, frequency fbThe calculation processing of will be described in detail.
【0148】まず、全タービン翼52の通過時間T
1(N) ,T2(N) ,T3(N) を計測する(図34のステ
ップS71)。この具体的な計測方法は上記の通りであ
る。上記のように全周つづりモード振動の場合、全ター
ビン翼間の位相が正弦波で与えられることから、ここで
計測した翼通過時間T1(N) ,T2(N) ,T3(N) を式
で表すと、次の(46),(47),(48)式のよう
になる。また、翼通過時間T1(N) ,T2(N) ,T
3(N) を、各タービン翼52ごとの計測データT1N,T
2N,T3Nとしてみれば、次の(49),(50),(5
1)式(1点法の式)のようになる(上記(1),
(2),(3)式と同様)。First, the passage time T of all turbine blades 52
1(N), T2(N), T3(N) is measured.
S71). The specific measuring method is as described above.
It In the case of all-round spelling mode vibration as described above,
Since the phase between the bin wings is given by a sine wave, here
Measured blade transit time T1(N), T2(N), T3Formula (N)
It can be expressed by the following equations (46), (47), (48)
become. Also, the wing passage time T1(N), T2(N), T
3(N) is measured data T for each turbine blade 521N, T
2N, T3NThen, the following (49), (50), (5
1) Expression (one-point method expression) is obtained (the above (1),
(Same as formulas (2) and (3)).
【0149】[0149]
【数20】 [Equation 20]
【0150】[0150]
【数21】 [Equation 21]
【0151】続いて、上記ステップ71で計測した翼通
過時間T1(N) ,T2(N) ,T3(N) の差、即ち、(T
1 −T2 ),(T2 −T3 ),(T1 −T3 )を算出す
る(図34のステップ72)。これらを式で表すと、次
の(51),(52),(53)式のようになる。Then, the difference between the blade passing times T 1 (N), T 2 (N) and T 3 (N) measured in step 71, that is, (T
1 -T 2), calculates the (T 2 -T 3), ( T 1 -T 3) ( step 72 in FIG. 34). When these are expressed by equations, the following equations (51), (52) and (53) are obtained.
【0152】[0152]
【数22】 [Equation 22]
【0153】従って、(T1 −T2 )と(T2 −T3 )
との間の位相差は、上記(51)式と(52)式との比
較から明らかなように、次の(54)式のようになる。
また、(T1 −T2 )と(T1 −T3 )との間の位相差
は、上記(51)式と(53)式との比較から明らかな
ように、次の(55)式のようになる。Therefore, (T 1 -T 2 ) and (T 2 -T 3 )
As is clear from the comparison between the above equations (51) and (52), the phase difference between and becomes like the following equation (54).
The phase difference between (T 1 -T 2 ) and (T 1 -T 3 ) is expressed by the following equation (55), as is clear from the comparison between the equations (51) and (53). become that way.
【0154】[0154]
【数23】 [Equation 23]
【0155】従って、それぞれの式(54),(55)
から次数比nが求まる。そこで、これを上記実施の形態
4(節直径モード法I)と同様の方法で分析することに
より、即ち、図25のステップS52以降のアルゴリズ
ムを実施することにより、各タービン翼52の振動の振
幅a、位相φ、周波数fb を求めることができる(図3
4のステップS63)。Therefore, the respective equations (54) and (55)
From this, the order ratio n can be obtained. Therefore, by analyzing this by a method similar to that of the above-described fourth embodiment (nodal diameter mode method I), that is, by executing the algorithm after step S52 in FIG. 25, the amplitude of vibration of each turbine blade 52 is increased. a, phase φ, and frequency f b can be obtained (see FIG. 3).
4 step S63).
【0156】なお、上記実施の形態4(節直径モード法
I)では図25のステップS52において直流成分を除
去する際にトレンド除去を行っているが、このとき本実
施の形態5(節直径モード法II)では単純に平均値を
除去するだけで直流成分を除去することができる。即
ち、単純にT1(N) ,T2(N) 及びT3(N) の平均値を
求めて、これらの平均値をT1(N) ,T2(N) 及びT
3(N) からそれぞれ除去すればよい。In the fourth embodiment (node diameter mode method I), the trend is removed when the DC component is removed in step S52 in FIG. 25. At this time, the fifth embodiment (node diameter mode) is used. In method II), the DC component can be removed by simply removing the average value. That is, the average value of T 1 (N), T 2 (N) and T 3 (N) is simply obtained, and these average values are calculated as T 1 (N), T 2 (N) and T
It may be removed from each of 3 (N).
【0157】また、次数比nは上記(54),(55)
式の何れから求めてもよく、或いは、両式で求めた値の
平均値を用いてもよい。In addition, the order ratio n is (54), (55)
It may be obtained from any of the equations, or the average value of the values obtained by both equations may be used.
【0158】また、上記実施の形態4(節直径モード法
I)では、図25のステップS56において、1点法の
式で求められる翼通過時間Tを周波数分析したが、本実
施の形態5(節直径モード法II)では、同ステップにお
いて、2点法の式で求められる翼通過時間Tを周波数分
析する。即ち、上記(51),(52),(53)式で
表される各タービン翼52の翼通過時間T1N,T2N,T
3Nに基づき、上記実施の形態1(最適化法I)の場合と
同様に、各翼センサ間で翼通過時間の差を求め、且つ、
直流成分を除去した後(上記(17),(18),(1
9)式参照)、周波数分析を行う。In the fourth embodiment (nodal diameter mode method I), the blade transit time T calculated by the one-point method is subjected to frequency analysis in step S56 of FIG. 25. In the node diameter mode method II), in the same step, the blade transit time T obtained by the two-point method is frequency-analyzed. That is, the blade passage times T 1N , T 2N , T of the turbine blades 52 represented by the above equations (51), (52), and (53) are represented.
Based on 3N , as in the case of the above-described first embodiment (optimization method I), the difference in blade passing time between each blade sensor is obtained, and
After removing the DC component (above (17), (18), (1
9) Equation)), and frequency analysis is performed.
【0159】また、上記実施の形態4(節直径モード法
I)では、図25のステップS61において、ステップ
S60で求めた次数比nを1点法の式にフィードバック
して、各タービン翼52の振動の振幅aと位相φとを非
線形最小二乗法によるカーブフィットか周波数分析(F
FT)によって求めるが、本実施の形態5(節直径モー
ド法II)では、同ステップS62において、ステップS
60で求めた次数比nを2点法の式にフィードバックし
て、各タービン翼52の振動の振幅aと位相φとを非線
形最小二乗法によるカーブフィットか周波数分析(FF
T)によって求める。Further, in the fourth embodiment (node diameter mode method I), in step S61 of FIG. 25, the order ratio n obtained in step S60 is fed back to the formula of the one-point method, and A curve fit or frequency analysis (F
FT), but in the present fifth embodiment (node diameter mode method II), in step S62, step S62 is performed.
The order ratio n obtained in 60 is fed back to the equation of the two-point method, and the amplitude a and the phase φ of the vibration of each turbine blade 52 are subjected to the curve fitting or the frequency analysis (FF) by the nonlinear least square method.
T).
【0160】以上のように、本実施の形態5(節直径モ
ード法II)によれば、3点の翼センサ54−1,54−
2,54−3を用いるだけで、タービン翼52の振動の
振幅a、位相φ、周波数fb を求めることができる。こ
のため、翼センサなどの計測設備のコストが大幅に低減
され、センサ取り付け作業やメンテナンスなどに要する
期間やコストも大幅に低減される。更には、翼センサ間
の計測時間差を用いているため、翼センサ54−1,5
4−2,54−3に一様な揺れが生じている場合にも、
精度よく振動計測を行うことができる。As described above, according to the fifth embodiment (nodal diameter mode method II), the three blade sensors 54-1 and 54- are used.
The amplitude a, the phase φ, and the frequency f b of the vibration of the turbine blade 52 can be obtained only by using 2, 54-3. Therefore, the cost of measurement equipment such as a blade sensor is significantly reduced, and the period and cost required for sensor installation work and maintenance are also significantly reduced. Furthermore, since the measurement time difference between the blade sensors is used, the blade sensors 54-1 and 5-5
Even if there is uniform shaking in 4-2 and 54-3,
Vibration measurement can be performed accurately.
【0161】また、この翼振動計測方法を用いた翼振動
計測システムでは、常時、翼センサ54−1,54−
2,54−3の翼検出信号d1N,d2N,d3Nに基づいて
翼振動の振幅a、位相φ、周波数fb を求めることによ
り、タービン翼52の振動監視を行うこともできる。In addition, in the blade vibration measuring system using this blade vibration measuring method, the blade sensors 54-1 and 54- are always operated.
It is also possible to monitor the vibration of the turbine blade 52 by determining the blade vibration amplitude a, phase φ, and frequency f b based on the blade detection signals d 1N , d 2N , and d 3N of 2 , 54-3.
【0162】なお、上記実施の形態1〜5では、タービ
ン翼の振動計測を行う場合を例に挙げて説明したが、本
発明は、これに限定するものではなく、コンプレッサ等
の各種回転体の翼振動計測に適用することができる。In the above first to fifth embodiments, the case where the vibration of the turbine blade is measured has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and various rotating bodies such as compressors can be used. It can be applied to blade vibration measurement.
【0163】[0163]
【発明の効果】以上、発明の実施の形態とともに具体的
に説明したように、第1発明の翼振動計測方法は、回転
体に取り付けられた翼の振動計測方法であって、翼の外
周に配置した少なくとも3点の非接触式翼センサの検出
信号に基づいて、翼の通過時間を計測する第1のステッ
プ(図3のステップS1)と、この翼通過時間の差を算
出する第2のステップ(図3のステップS2)と、この
翼通過時間差から直流成分(翼センサ相互で生ずる成
分)を除去する第3のステップ(図3のステップS3)
と、この直流成分を除去した翼通過時間差に対し、周波
数分析手段により周波数分析をして翼振動の振幅Aと位
相Cと次数比Bとを求める第4のステップ(図3のステ
ップS4,ステップS5)と、前記次数比Bに基づい
て、翼振動を非同期成分と同期成分と0.5H成分とに
分類する第5のステップ(図3のステップS6,ステッ
プS7)と、非同期成分に場合には(図3のステップS
8)、前記位相Cの式についてカーブフィットをして翼
振動の次数比nと位相φとを求める第6のステップ(図
4のステップS8−1)と、前記振幅Aの式に前記第6
のステップで求めた次数比nを使って翼振動の振幅aを
求める第7のステップ(図4のステップS8−2)と、
同期成分の場合には(図3のステップS9)、次数比n
をパラメータとして2点法の式に対しカーブフィットを
することにより、翼振動の振幅aと位相φとを求める第
8のステップ(図5のステップS9−1)と、この第8
のステップでパラメータとして与えた次数比nのなかか
ら最適条件を選定することより、振幅aと位相φとを選
定する第9のステップ(図5のステップS9−2)と、
0.5H成分の場合には(図3のステップS10)、次
数比nをパラメータとして2点法の式に対しカーブフィ
ットをすることにより、翼振動の振幅aと位相φとを求
める第10のステップ(図6のステップS10−1)
と、この第10のステップでパラメータとして与えた次
数比nのなかから最適条件を選定することにより、振幅
aと位相φとを選定する第11のステップ(図6のステ
ップS10−2)と、を有することを特徴とする。As described above in detail with the embodiments of the invention, the blade vibration measuring method of the first invention is a method for measuring the vibration of a blade attached to a rotating body, and Based on the detection signals of the at least three non-contact blade sensors arranged, the first step (step S1 in FIG. 3) of measuring the blade passage time and the second step of calculating the difference between the blade passage times. Step (step S2 of FIG. 3) and third step (step S3 of FIG. 3) of removing a DC component (component generated between blade sensors) from the blade passage time difference.
The fourth step (step S4 of FIG. 3, step S4 of FIG. 3) for obtaining the amplitude A, the phase C, and the order ratio B of the blade vibration by frequency analysis of the blade passage time difference from which the DC component is removed by frequency analysis means. S5), and a fifth step (steps S6 and S7 in FIG. 3) of classifying blade vibration into an asynchronous component, a synchronous component, and a 0.5H component based on the order ratio B. Is (step S in FIG. 3)
8), a sixth step (step S8-1 in FIG. 4) of performing curve fitting on the expression of the phase C to obtain the order ratio n of the blade vibration and the phase φ, and the sixth step in the expression of the amplitude A.
A seventh step (step S8-2 in FIG. 4) of obtaining the amplitude a of the blade vibration using the order ratio n obtained in the step of
In the case of the synchronous component (step S9 in FIG. 3), the order ratio n
Is used as a parameter to perform a curve fit with respect to the equation of the two-point method, and an eighth step (step S9-1 in FIG. 5) of obtaining the amplitude a and the phase φ of the blade vibration, and the eighth step
A ninth step (step S9-2 in FIG. 5) of selecting the amplitude a and the phase φ by selecting the optimum condition from the order ratio n given as a parameter in the step of
In the case of the 0.5H component (step S10 in FIG. 3), a curve fitting is performed on the equation of the two-point method using the order ratio n as a parameter to obtain the amplitude a and the phase φ of the blade vibration. Step (step S10-1 in FIG. 6)
And an eleventh step (step S10-2 in FIG. 6) of selecting the amplitude a and the phase φ by selecting the optimum condition from the order ratio n given as a parameter in the tenth step, It is characterized by having.
【0164】従って、この第1発明の翼振動計測方法に
よれば、僅か3点の翼センサを用いるだけで、翼の振動
の振幅、位相、次数比(周波数)を求めることができ
る。このため、翼センサなどの計測設備のコストが大幅
に低減され、センサ取り付け作業やメンテナンスなどに
要する期間やコストも大幅に低減される。更には、翼セ
ンサ間の計測時間差を用いているため、翼センサに一様
な揺れが生じている場合にも、精度よく振動計測を行う
ことができる。Therefore, according to the blade vibration measuring method of the first aspect of the present invention, the amplitude, phase and order ratio (frequency) of the blade vibration can be obtained by using only three blade sensors. Therefore, the cost of measurement equipment such as a blade sensor is significantly reduced, and the period and cost required for sensor installation work and maintenance are also significantly reduced. Further, since the measurement time difference between the blade sensors is used, the vibration can be accurately measured even when the blade sensors are uniformly shaken.
【0165】また、第2発明の翼振動計測方法は、第1
発明の翼振動計測方法において、前記第4のステップの
周波数分析手段は、前記直流成分を除去した翼通過時間
差に対し、フーリエ変換をして翼振動の振幅A、位相
C、次数比Bを求める第12のステップ(図3のステッ
プS4)と、この第12のステップで求めた翼振動の振
幅A、位相C、次数比Bを初期値として、前記直流成分
を除去した翼通過時間差に対し、カーブフィットをして
翼振動の振幅A、位相C、次数比Bを求める第13のス
テップ(図3のステップS5)と、を有することを特徴
とする。Further, the blade vibration measuring method of the second invention is the first
In the blade vibration measuring method of the invention, the frequency analyzing means in the fourth step obtains the amplitude A, the phase C, and the order ratio B of the blade vibration by performing a Fourier transform on the blade passage time difference from which the DC component has been removed. With the twelfth step (step S4 in FIG. 3) and the blade passage time difference from which the DC component is removed, with the amplitude A, the phase C, and the order ratio B of the blade vibration obtained in the twelfth step as initial values, A thirteenth step (step S5 in FIG. 3) of performing curve fitting to obtain the amplitude A, the phase C, and the order ratio B of the blade vibration.
【0166】従って、この第2発明の翼振動計測方法に
よれば、翼振動の計測精度が、より向上する。Therefore, according to the blade vibration measuring method of the second invention, the blade vibration measuring accuracy is further improved.
【0167】また、第3発明の翼振動計測方法は、第2
発明の翼振動計測方法において、非同期成分の場合に
は、第1発明の第7のステップの後に、前記第13のス
テップで求めた次数比Bを利用して次数比のカーブフィ
ット条件Zを作成する第14のステップ(図3のステッ
プS8−3)と、このカーブフィット条件Zに基づいて
カーブフィットを行うことにより、翼振動の振幅aと位
相φとを求める第15のステップ(図3のステップS8
−4)と、このカーブフィットの結果からカーブフィッ
ト条件Zの最適条件を選定して、翼振動の次数比nと振
幅aと位相φとを選定する第16のステップ(図3のス
テップS8−5)と、を有することを特徴とする。In addition, the blade vibration measuring method of the third invention is the same as the second method.
In the blade vibration measuring method of the invention, in the case of an asynchronous component, after the seventh step of the first invention, a curve fitting condition Z of the order ratio is created by using the order ratio B obtained in the thirteenth step. 14th step (step S8-3 in FIG. 3) and a fifteenth step (FIG. 3 in FIG. 3) for obtaining the amplitude a and the phase φ of the blade vibration by performing curve fitting based on the curve fitting condition Z. Step S8
-4), and the 16th step of selecting the optimum condition of the curve fitting condition Z from the result of the curve fitting, and selecting the order ratio n of the blade vibration, the amplitude a, and the phase φ (step S8- in FIG. 3). 5) and are included.
【0168】従って、この第3発明の翼振動計測方法に
よれば、翼振動の計測精度が、より向上する。Therefore, according to the blade vibration measuring method of the third invention, the blade vibration measuring accuracy is further improved.
【0169】また、第4発明の翼振動計測方法は、第
1,第2又は第3発明の翼振動計測方法において、カー
ブフィットをする際に、数値解析又はタッピングによる
静的試験の予測値を境界条件として反映することを特徴
とする。Further, the blade vibration measuring method of the fourth invention is the blade vibration measuring method of the first, second or third invention, in which the predicted value of the static test by numerical analysis or tapping is used when curve fitting is performed. It is characterized by being reflected as a boundary condition.
【0170】従って、この第4発明の翼振動計測方法に
よれば、翼振動の計測精度が、より向上する。Therefore, according to the blade vibration measuring method of the fourth aspect of the present invention, the blade vibration measuring accuracy is further improved.
【0171】また、第5発明の翼振動計測方法は、回転
体に取り付けられた翼の振動計測方法であって、第1発
明の第1から第3のステップに代えて、翼の外周に等ピ
ッチに配置した少なくとも4点の非接触式翼センサの検
出信号に基づいて、各翼の翼通過時間を計測する第17
のステップ(図14のステップS21)と、この翼通過
時間の差を算出する第18のステップ(図14のステッ
プS22)と、この翼通過時間差の差を算出して直流成
分を除去する第19のステップ(図14のステップS2
3)と、を有し、第1発明の第4のステップ以降のアル
ゴリズムは、第1,第2,第3又は第4発明のアルゴリ
スムを実施することを特徴とする。The blade vibration measuring method according to the fifth aspect of the invention is a method for measuring the vibration of a blade attached to a rotating body, wherein the outer periphery of the blade is replaced by the first to third steps of the first aspect of the invention. Seventeenth, which measures the blade transit time of each blade based on the detection signals of at least four non-contact blade sensors arranged in the pitch
(Step S21 in FIG. 14), the eighteenth step (step S22 in FIG. 14) for calculating the difference between blade passing times, and the nineteenth step for calculating the difference in blade passing time difference to remove the DC component. Step (step S2 in FIG. 14)
3), and the algorithm after the fourth step of the first invention is characterized by performing the algorithm of the first, second, third or fourth invention.
【0172】従って、この第5発明の翼振動計測方法に
よれば、僅か4点の翼センサを用いるだけで、翼の振動
の振幅、位相、次数比(周波数)を求めることができ
る。このため、翼センサなどの計測設備のコストが大幅
に低減され、センサ取り付け作業やメンテナンスなどに
要する期間やコストも大幅に低減される。更には、翼セ
ンサ間の計測時間差を用いているため、翼センサに一様
な揺れが生じている場合にも、精度よく振動計測を行う
ことができる。Therefore, according to the blade vibration measuring method of the fifth aspect of the present invention, the amplitude, phase, and order ratio (frequency) of the blade vibration can be obtained by using only four blade sensors. Therefore, the cost of measurement equipment such as a blade sensor is significantly reduced, and the period and cost required for sensor installation work and maintenance are also significantly reduced. Further, since the measurement time difference between the blade sensors is used, the vibration can be accurately measured even when the blade sensors are uniformly shaken.
【0173】また、第6発明の翼振動計測方法は、回転
体に取り付けられた翼の振動計測方法であって、第1発
明の第1及び第2のステップに代えて、翼の外周に配置
した少なくとも2点の非接触式翼センサの検出信号に基
づいて、翼の通過時間を計測する第20のステップ(図
17のステップS31)と、この翼通過時間から、常に
回転の基準点からの時間差をとることにより、直流成分
を除去する第21のステップ(図17のステップS3
2)と、を有し、第1発明の第3のステップ以降のアル
ゴリズムは、第1,第2,第3又は第4発明のアルゴリ
スムを実施することを特徴とする。The blade vibration measuring method of the sixth invention is a method for measuring the vibration of a blade attached to a rotating body, wherein the blade vibration measuring method is arranged on the outer periphery of the blade instead of the first and second steps of the first invention. 20th step (step S31 of FIG. 17) of measuring the passage time of the blade based on the detection signals of the at least two non-contact blade sensors, and from this blade passage time, the reference point of rotation is always used. The 21st step of removing the DC component by taking the time difference (step S3 of FIG. 17)
2) and, and the algorithm after the third step of the first invention is characterized by implementing the algorithm of the first, second, third or fourth invention.
【0174】従って、この第6発明の翼振動計測方法に
よれば、僅か2点の翼センサを用いるだけで、翼の振動
の振幅、位相、次数比(周波数)を求めることができ
る。このため、翼センサなどの計測設備のコストが大幅
に低減され、センサ取り付け作業やメンテナンスなどに
要する期間やコストも大幅に低減される。Therefore, according to the blade vibration measuring method of the sixth aspect of the present invention, the amplitude, phase and order ratio (frequency) of the blade vibration can be obtained by using only two blade sensors. Therefore, the cost of measurement equipment such as a blade sensor is significantly reduced, and the period and cost required for sensor installation work and maintenance are also significantly reduced.
【0175】また、第7発明の翼振動計測方法は、回転
体に取り付けられた翼が連成状態で振動しているときの
翼の振動計測方法であって、翼の外周に配置した少なく
とも3点の非接触式翼センサの検出信号に基づいて、翼
の通過時間を計測する第1のステップ(図25のステッ
プS51)と、この翼通過時間から直流成分を除去する
第2のステップ(図25のステップS52)と、この直
流成分を除去した翼通過時間に対して周波数分析を行っ
てピーク値を検索し、その後、各ピークについて位相差
を確認する第3のステップ(図25のステップS53)
と、この位相差に基づいて次数比nを算出する第4のス
テップ(図25のステップS54)と、この次数比と、
前記周波数分析の結果とを併せて、ノーダルダイア数N
dを算出する第5のステップ(図25のステップS5
5)と、各翼の通過時間を周波数分析する第6のステッ
プ(図25のステップS56)と、この周波数分析によ
り算出したスペクトルを折り返しを考慮して展開する第
7のステップ(図25のステップS57)と、この展開
したスペクトルに基づき、前記第4のステップで算出し
た次数比nに最もピークの各翼の振動の振幅と位相をサ
ーチする第8のステップ(図25のステップS58)
と、理論的に求まる各ピークの位相と、前記第8のステ
ップで求めた実際の位相とを比較して正しい次数比nを
求める第9のステップ8(図25のステップS59)
と、この第9のステップで求めた各ピークの次数比nを
節直径モード法の式に初期値として与えてカーブフィッ
トをすることにより、最も正しい次数比nを求める第1
0のステップ(図25のステップS60)と、この第1
0のステップで求めた次数比nに基づいて、各翼の振動
の振幅aと位相φとを求める第11のステップ(図25
のステップS61)と、を有することを特徴とする。Further, the blade vibration measuring method of the seventh invention is a blade vibration measuring method when the blades attached to the rotating body vibrate in a coupled state, and at least three blades arranged on the outer periphery of the blade are arranged. A first step (step S51 in FIG. 25) of measuring the passage time of the blade based on the detection signal of the non-contact blade sensor at the point and a second step (FIG. 25) of removing the DC component from the passage time of the blade. 25) and the blade passage time from which the DC component has been removed, frequency analysis is performed to search for a peak value, and then a third step (step S53 in FIG. 25) of confirming the phase difference for each peak. )
And a fourth step (step S54 in FIG. 25) of calculating the order ratio n based on this phase difference, and the order ratio,
Combined with the results of the frequency analysis, the Nodal diamond number N
Fifth step of calculating d (step S5 of FIG. 25)
5), a sixth step (step S56 in FIG. 25) of frequency analysis of the passage time of each blade, and a seventh step (step of FIG. 25) of developing the spectrum calculated by this frequency analysis in consideration of folding back. S57) and the eighth step of searching the amplitude and phase of the vibration of each blade having the highest peak in the order ratio n calculated in the fourth step based on the developed spectrum (step S58 in FIG. 25).
And the phase of each peak theoretically obtained is compared with the actual phase obtained in the eighth step to obtain a correct order ratio n, ninth step 8 (step S59 in FIG. 25).
Then, the order ratio n of each peak obtained in the ninth step is given as an initial value to the equation of the nodal diameter mode method to perform curve fitting, thereby obtaining the most accurate order ratio n.
0 step (step S60 of FIG. 25) and this first
The eleventh step (FIG. 25) of obtaining the amplitude a and the phase φ of the vibration of each blade based on the order ratio n obtained in the step 0
And step S61).
【0176】従って、この第7発明の翼振動計測方法に
よれば、僅か3点の翼センサを用いるだけで、翼の振動
の振幅、位相、次数比(周波数)を求めることができ
る。このため、翼センサなどの計測設備のコストが大幅
に低減され、センサ取り付け作業やメンテナンスなどに
要する期間やコストも大幅に低減される。Therefore, according to the blade vibration measuring method of the seventh aspect of the present invention, the amplitude, phase and order ratio (frequency) of the blade vibration can be obtained by using only three blade sensors. Therefore, the cost of measurement equipment such as a blade sensor is significantly reduced, and the period and cost required for sensor installation work and maintenance are also significantly reduced.
【0177】また、第8発明の翼振動計測方法は、連成
状態で回転体に取り付けられた翼の振動計測方法であっ
て、第7発明の第1のステップに代えて、翼の外周に等
ピッチで配置した少なくとも3点の非接触式翼センサの
検出信号に基づいて、翼の通過時間を計測する第12の
ステップ(図34のステップS71)と、この翼通過時
間の差を算出する第13のステップ(図34のステップ
S72)と、を有し、第7発明の第2のステップ以降の
アルゴリズムは、第7発明のアルゴリスムを実施するこ
とを特徴とする。The blade vibration measuring method of the eighth invention is a method for measuring the vibration of a blade attached to a rotating body in a coupled state, wherein the outer periphery of the blade is replaced by the first step of the seventh invention. Based on the detection signals of at least three non-contact blade sensors arranged at equal pitches, the twelfth step of measuring the blade passage time (step S71 in FIG. 34) and the difference between the blade passage times are calculated. And a thirteenth step (step S72 in FIG. 34), and the algorithm after the second step of the seventh invention is characterized by implementing the algorithm of the seventh invention.
【0178】従って、この第8発明の翼振動計測方法に
よれば、僅か3点の翼センサを用いるだけで、翼の振動
の振幅、位相、次数比(周波数)を求めることができ
る。このため、翼センサなどの計測設備のコストが大幅
に低減され、センサ取り付け作業やメンテナンスなどに
要する期間やコストも大幅に低減される。更には、翼セ
ンサ間の計測時間差を用いているため、翼センサに一様
な揺れが生じている場合にも、精度よく振動計測を行う
ことができる。Therefore, according to the blade vibration measuring method of the eighth aspect of the present invention, the amplitude, phase and order ratio (frequency) of the blade vibration can be obtained by using only three blade sensors. Therefore, the cost of measurement equipment such as a blade sensor is significantly reduced, and the period and cost required for sensor installation work and maintenance are also significantly reduced. Further, since the measurement time difference between the blade sensors is used, the vibration can be accurately measured even when the blade sensors are uniformly shaken.
【0179】また、第9発明の翼振動監視システムは、
第1,第2,第3,第4,第5,第6,第7又は第8発
明の翼振動計測方法によって計測した翼振動データを監
視装置に伝送して、翼振動の監視を行うように構成した
ことを特徴とする。In addition, the blade vibration monitoring system of the ninth invention is
The blade vibration data measured by the blade vibration measuring method of the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, or eighth invention is transmitted to a monitoring device to monitor the blade vibration. It is characterized in that it is configured in.
【0180】従って、この第9発明の翼振動監視システ
ムによれば、常時、翼センサの翼検出信号に基づいて翼
振動の振幅、位相、次数比(周波数)を求めることによ
り、翼振動の監視を行うことができる。Therefore, according to the blade vibration monitoring system of the ninth invention, the blade vibration is constantly monitored by obtaining the amplitude, phase and order ratio (frequency) of the blade vibration based on the blade detection signal of the blade sensor. It can be performed.
【図1】本発明の実施の形態1(最適化法I)に係る翼
振動計測システムのセンサ配置図である。FIG. 1 is a sensor layout diagram of a blade vibration measurement system according to a first embodiment (optimization method I) of the present invention.
【図2】本発明の実施の形態1(最適化法I)に係る翼
振動計測システムの構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a blade vibration measurement system according to a first embodiment (optimization method I) of the present invention.
【図3】本発明の実施の形態1(最適化法I)に係る翼
振動計測方法のフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart of a blade vibration measuring method according to the first embodiment (optimization method I) of the present invention.
【図4】本発明の実施の形態1(最適化法I)に係る翼
振動計測方法のフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart of a blade vibration measuring method according to the first embodiment (optimization method I) of the present invention.
【図5】本発明の実施の形態1(最適化法I)に係る翼
振動計測方法のフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart of a blade vibration measuring method according to the first embodiment (optimization method I) of the present invention.
【図6】本発明の実施の形態1(最適化法I)に係る翼
振動計測方法のフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart of a blade vibration measuring method according to the first embodiment (optimization method I) of the present invention.
【図7】翼通過時間の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of a blade passing time.
【図8】翼通過時間の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of a blade passing time.
【図9】翼振動状態の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of a blade vibration state.
【図10】周波数分析例を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of frequency analysis.
【図11】位相Cの補正方法を示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing a method of correcting a phase C.
【図12】本発明の実施の形態2(最適化法II)に係る
翼振動計測システムのセンサ配置図である。FIG. 12 is a sensor layout diagram of a blade vibration measurement system according to a second embodiment (optimization method II) of the present invention.
【図13】本発明の実施の形態2(最適化法II)に係る
翼振動計測システムの構成を示すブロック図である。FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a blade vibration measurement system according to a second embodiment (optimization method II) of the present invention.
【図14】本発明の実施の形態2(最適化法II)に係る
翼振動計測方法のフローチャートである。FIG. 14 is a flowchart of a blade vibration measuring method according to a second embodiment (optimization method II) of the present invention.
【図15】本発明の実施の形態3(最適化法III )に係
る翼振動計測システムのセンサ配置図である。FIG. 15 is a sensor layout diagram of a blade vibration measurement system according to a third embodiment (optimization method III) of the present invention.
【図16】本発明の実施の形態3(最適化法III )に係
る翼振動計測システムの構成を示すブロック図である。FIG. 16 is a block diagram showing a configuration of a blade vibration measurement system according to a third embodiment (optimization method III) of the present invention.
【図17】本発明の実施の形態3(最適化法III )に係
る翼振動計測方法のフローチャートである。FIG. 17 is a flowchart of a blade vibration measuring method according to a third embodiment (optimization method III) of the present invention.
【図18】翼通過時間の説明図である。FIG. 18 is an explanatory diagram of blade passage time.
【図19】少なくとも2点の翼センサが必要な理由の説
明図である。FIG. 19 is an explanatory diagram of the reason why at least two blade sensors are required.
【図20】本発明の実施の形態4(節直径モード法I)
に係る翼振動計測システムのセンサ配置図である。FIG. 20 is a fourth embodiment of the present invention (node diameter mode method I).
3 is a sensor layout diagram of the blade vibration measurement system according to FIG.
【図21】タービン翼の構造例を示す説明図である。FIG. 21 is an explanatory diagram showing a structural example of a turbine blade.
【図22】本発明の実施の形態4(節直径モード法I)
に係る翼振動計測システムの構成を示すブロック図であ
る。FIG. 22 is a fourth embodiment of the present invention (node diameter mode method I).
2 is a block diagram showing the configuration of a blade vibration measurement system according to FIG.
【図23】翼振動状態の説明図である。FIG. 23 is an explanatory diagram of a blade vibration state.
【図24】翼振動状態の説明図である。FIG. 24 is an explanatory diagram of a blade vibration state.
【図25】本発明の実施の形態4(節直径モード法I)
に係る翼振動計測方法のフローチャートである。FIG. 25 is a fourth embodiment of the present invention (nodal diameter mode method I).
5 is a flowchart of a blade vibration measuring method according to the present invention.
【図26】直流成分の除去方法の説明図である。FIG. 26 is an explanatory diagram of a DC component removing method.
【図27】直流成分の除去方法の説明図である。FIG. 27 is an explanatory diagram of a DC component removing method.
【図28】周波数分析の説明図である。FIG. 28 is an explanatory diagram of frequency analysis.
【図29】周波数分析の説明図である。FIG. 29 is an explanatory diagram of frequency analysis.
【図30】全翼の平均をとる方法の説明図である。FIG. 30 is an explanatory diagram of a method of averaging all wings.
【図31】スペクトルの展開例を示す説明図である。FIG. 31 is an explanatory diagram showing an example of expansion of a spectrum.
【図32】本発明の実施の形態5(節直径モード法II)
に係る翼振動計測システムのセンサ配置図である。FIG. 32 is a fifth embodiment of the present invention (node diameter mode method II).
3 is a sensor layout diagram of the blade vibration measurement system according to FIG.
【図33】本発明の実施の形態5(節直径モード法II)
に係る翼振動計測システムの構成を示すブロック図であ
る。FIG. 33 is a fifth embodiment of the present invention (node diameter mode method II).
2 is a block diagram showing the configuration of a blade vibration measurement system according to FIG.
【図34】本発明の実施の形態5(節直径モード法II)
に係る翼振動計測方法のフローチャートである。FIG. 34 is a fifth embodiment of the present invention (node diameter mode method II).
5 is a flowchart of a blade vibration measuring method according to the present invention.
10 タービンロータ 11 回転軸 12 タービン翼 13 キー溝 14−1,14−2,14−3,14−4 翼センサ 15 キー溝センサ 16−1,16−2,16−3,16−4 時計 17 時計 18 CPU 19 送信器 20 遠方監視装置 21 受信器 22 CPU 23 表示器 50 タービンロータ 51 回転軸 52 タービン翼 53 キー溝 54−1,54−2,54−3 翼センサ 55 キー溝センサ 56−1,56−2,56−3 時計 57 時計 58 CPU 59 送信器 60 遠方監視装置 61 受信器 62 CPU 63 表示器 10 turbine rotor 11 rotation axis 12 turbine blades 13 keyway 14-1, 14-2, 14-3, 14-4 Wing sensor 15 key groove sensor 16-1, 16-2, 16-3, 16-4 clock 17 clock 18 CPU 19 transmitter 20 remote monitoring equipment 21 receiver 22 CPU 23 Display 50 turbine rotor 51 rotation axis 52 turbine blades 53 keyway 54-1, 54-2, 54-3 Wing sensor 55 key groove sensor 56-1, 56-2, 56-3 Clock 57 clock 58 CPU 59 transmitter 60 remote monitoring equipment 61 receiver 62 CPU 63 indicator
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−23208(JP,A) 特開 平4−246207(JP,A) 特開 平5−65803(JP,A) 特開 平6−201506(JP,A) 特開 平7−43206(JP,A) 特開 平7−128133(JP,A) 特開 昭61−101605(JP,A) 特開 昭63−229333(JP,A) 特開2001−165089(JP,A) 特許3129406(JP,B2) 特許2935503(JP,B2) 特許3095270(JP,B2) 米国特許5511426(US,A) 米国特許5974882(US,A) 英国特許出願公開2344177(GB,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01H 17/00 F01D 25/00 G01M 19/00 Continuation of front page (56) Reference JP-A-2-23208 (JP, A) JP-A-4-246207 (JP, A) JP-A-5-65803 (JP, A) JP-A-6-201506 (JP , A) JP 7-43206 (JP, A) JP 7-128133 (JP, A) JP 61-101605 (JP, A) JP 63-229333 (JP, A) JP 2001 -165089 (JP, A) Patent 3129406 (JP, B2) Patent 2935503 (JP, B2) Patent 3095270 (JP, B2) United States Patent 5511426 (US, A) United States Patent 5974882 (US, A) United Kingdom Patent Application Publication 2344177 ( (GB, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G01H 17/00 F01D 25/00 G01M 19/00
Claims (9)
法であって、 翼の外周に配置した少なくとも3点の非接触式翼センサ
の検出信号に基づいて、翼の通過時間を計測する第1の
ステップと、 この翼通過時間の差を算出する第2のステップと、 この翼通過時間差から直流成分を除去する第3のステッ
プと、 この直流成分を除去した翼通過時間差に対し、周波数分
析手段により周波数分析をして翼振動の振幅Aと位相C
と次数比Bとを求める第4のステップと、 前記次数比Bに基づいて、翼振動を非同期成分と同期成
分と0.5H成分とに分類する第5のステップと、 非同期成分に場合には、 前記位相Cの式についてカーブフィットをして翼振動の
次数比nと位相φとを求める第6のステップと、 前記振幅Aの式に前記第6のステップで求めた次数比n
を使って翼振動の振幅aを求める第7のステップと、 同期成分の場合には、 次数比nをパラメータとして2点法の式に対しカーブフ
ィットをすることにより、翼振動の振幅aと位相φとを
求める第8のステップと、 この第8のステップでパラメータとして与えた次数比n
のなかから最適条件を選定することより、振幅aと位相
φとを選定する第9のステップと、 0.5H成分の場合には、 次数比nをパラメータとして2点法の式に対しカーブフ
ィットをすることにより、翼振動の振幅aと位相φとを
求める第10のステップと、 この第10のステップでパラメータとして与えた次数比
nのなかから最適条件を選定することにより、振幅aと
位相φとを選定する第11のステップと、 を有することを特徴とする翼振動計測方法。1. A method for measuring the vibration of a blade attached to a rotating body, which comprises measuring the passage time of the blade based on the detection signals of at least three non-contact blade sensors arranged on the outer periphery of the blade. Step 1, a second step of calculating the difference between the blade passing times, a third step of removing a DC component from the blade passing time difference, and a frequency analysis of the blade passing time difference from which the DC component is removed. The frequency analysis is performed by means to measure the amplitude A and the phase C of the blade vibration.
And a fourth step of obtaining the order ratio B, and a fifth step of classifying the blade vibration into an asynchronous component, a synchronous component, and a 0.5H component based on the order ratio B, and in the case of the asynchronous component, , A sixth step of curve-fitting the equation of the phase C to obtain the order ratio n and phase φ of the blade vibration, and an equation of the amplitude A to the order ratio n obtained in the sixth step.
The 7th step to find the amplitude a of the blade vibration using, and in the case of the synchronous component, by performing a curve fit to the equation of the 2-point method using the order ratio n as a parameter, the amplitude a and the phase of the blade vibration Eighth step of obtaining φ and the order ratio n given as a parameter in this eighth step
By selecting the optimum condition from among these, the ninth step of selecting the amplitude a and the phase φ, and in the case of the 0.5H component, using the order ratio n as a parameter, the curve fit to the equation of the two-point method Is performed, and by selecting the optimum condition from the tenth step of obtaining the amplitude a and the phase φ of the blade vibration, and the order ratio n given as a parameter in this tenth step, the amplitude a and the phase are selected. An wing vibration measuring method comprising: an eleventh step of selecting φ.
いて、 前記第4のステップの周波数分析手段は、 前記直流成分を除去した翼通過時間差に対し、フーリエ
変換をして翼振動の振幅A、位相C、次数比Bを求める
第12のステップと、 この第12のステップで求めた翼振動の振幅A、位相
C、次数比Bを初期値として、前記直流成分を除去した
翼通過時間差に対し、カーブフィットをして翼振動の振
幅A、位相C、次数比Bを求める第13のステップと、 を有することを特徴とする翼振動計測方法。2. The blade vibration measuring method according to claim 1, wherein the frequency analyzing means in the fourth step performs Fourier transform on the blade passing time difference from which the direct current component is removed, and the amplitude A of the blade vibration. , The phase C, the twelfth step of obtaining the order ratio B, and the blade passage time difference from which the DC component is removed, with the blade vibration amplitude A, the phase C, and the order ratio B obtained in the twelfth step as initial values. On the other hand, a blade vibration measuring method comprising: a curve fitting to obtain an amplitude A, a phase C, and an order ratio B of the blade vibration.
て、 非同期成分の場合には、請求項1の第7のステップの後
に、 前記第13のステップで求めた次数比Bを利用して次数
比のカーブフィット条件Zを作成する第14のステップ
と、 このカーブフィット条件Zに基づいてカーブフィットを
行うことにより、翼振動の振幅aと位相φとを求める第
15のステップと、 このカーブフィットの結果からカーブフィット条件Zの
最適条件を選定して、翼振動の次数比nと振幅aと位相
φとを選定する第16のステップと、 を有することを特徴とする翼振動計測方法。3. The blade vibration measuring method according to claim 2, wherein in the case of an asynchronous component, after the seventh step of claim 1, the order ratio B obtained in the thirteenth step is used. A fourteenth step of creating a curve fit condition Z of the order ratio, and a fifteenth step of obtaining the amplitude a and the phase φ of the blade vibration by performing a curve fit based on the curve fit condition Z, and this curve A blade vibration measuring method comprising: a 16th step of selecting the optimum condition of the curve fitting condition Z from the result of the fitting, and selecting the order ratio n of the blade vibration, the amplitude a, and the phase φ.
測方法において、 カーブフィットをする際に、数値解析又はタッピングに
よる静的試験の予測値を境界条件として反映することを
特徴とする翼振動計測方法。4. The blade vibration measuring method according to claim 1, 2, or 3, characterized in that when curve fitting is performed, a predicted value of a static test by numerical analysis or tapping is reflected as a boundary condition. Wing vibration measurement method.
法であって、 請求項1の第1から第3のステップに代えて、 翼の外周に等ピッチに配置した少なくとも4点の非接触
式翼センサの検出信号に基づいて、各翼の翼通過時間を
計測する第17のステップと、 この翼通過時間の差を算出する第18のステップと、 この翼通過時間差の差を算出して直流成分を除去する第
19のステップと、 を有し、 請求項1の第4のステップ以降のアルゴリズムは、請求
項1,2,3又は4のアルゴリスムを実施することを特
徴とする翼振動計測方法。5. A method for measuring vibration of a blade attached to a rotating body, wherein at least four points of non-contact arranged on the outer periphery of the blade at equal pitches, in place of the first to third steps of claim 1. Based on the detection signal of the blade sensor, the seventeenth step of measuring the blade transit time of each blade, the eighteenth step of calculating the difference in blade transit time, and the difference in the blade transit time difference are calculated. A blade vibration measurement, which comprises a nineteenth step of removing a DC component, and the algorithm after the fourth step of claim 1 implements the algorithm of claim 1, 2, 3 or 4. Method.
法であって、 請求項1の第1及び第2のステップに代えて、 翼の外周に配置した少なくとも2点の非接触式翼センサ
の検出信号に基づいて、翼の通過時間を計測する第20
のステップと、 この翼通過時間から、常に回転の基準点からの時間差を
とることにより、直流成分を除去する第21のステップ
と、 を有し、 請求項1の第3のステップ以降のアルゴリズムは、請求
項1,2,3又は4のアルゴリスムを実施することを特
徴とする翼振動計測方法。6. A method for measuring vibration of a blade attached to a rotating body, wherein at least two non-contact blade sensors arranged on the outer circumference of the blade are replaced with the first and second steps of claim 1. 20th which measures the passage time of the wing based on the detection signal of
And a 21st step of removing a DC component by always taking a time difference from a reference point of rotation from the blade passage time, and the algorithm after the 3rd step of claim 1 A blade vibration measuring method, characterized in that the algorithm of claim 1, 2, 3 or 4 is implemented.
振動しているときの翼の振動計測方法であって、 翼の外周に配置した少なくとも3点の非接触式翼センサ
の検出信号に基づいて、翼の通過時間を計測する第1の
ステップと、 この翼通過時間から直流成分を除去する第2のステップ
と、 この直流成分を除去した翼通過時間に対して周波数分析
を行ってピーク値を検索し、その後、各ピークについて
位相差を確認する第3のステップと、 この位相差に基づいて次数比nを算出する第4のステッ
プと、 この次数比と、前記周波数分析の結果とを併せて、ノー
ダルダイア数Ndを算出する第5のステップと、 各翼の通過時間を周波数分析する第6のステップと、 この周波数分析により算出したスペクトルを折り返しを
考慮して展開する第7のステップと、 この展開したスペクトルに基づき、前記第4のステップ
で算出した次数比nに最もピークの各翼の振動の振幅と
位相をサーチする第8のステップと、 理論的に求まる各ピークの位相と、前記第8のステップ
で求めた実際の位相とを比較して正しい次数比nを求め
る第9のステップと、 この第9のステップで求めた各ピークの次数比nを節直
径モード法の式に初期値として与えてカーブフィットを
することにより、最も正しい次数比nを求める第10の
ステップと、 この第10のステップで求めた次数比nに基づいて、各
翼の振動の振幅aと位相φとを求める第11のステップ
と、 を有することを特徴とする翼振動計測方法。7. A blade vibration measuring method when blades attached to a rotating body vibrate in a coupled state, the detection signals of at least three non-contact blade sensors arranged on the outer periphery of the blade. The first step of measuring the blade transit time, the second step of removing the DC component from the blade transit time, and the frequency analysis of the blade transit time from which the DC component was removed The third step of searching the peak value and then confirming the phase difference for each peak, the fourth step of calculating the order ratio n based on this phase difference, the order ratio, and the result of the frequency analysis In addition, the fifth step of calculating the Nodal diamond number Nd, the sixth step of frequency-analyzing the passage time of each blade, and the seventh step of developing the spectrum calculated by this frequency analysis in consideration of folding back. And an eighth step of searching the amplitude and phase of the vibration of each blade having the highest peak in the order ratio n calculated in the fourth step based on the developed spectrum, and the phase of each peak theoretically obtained. And the actual phase obtained in the eighth step to obtain a correct order ratio n, and a ninth step of obtaining the order ratio n of each peak obtained in the ninth step is calculated according to the node diameter mode method. By giving a curve fit to the equation as an initial value, the tenth step of obtaining the most accurate order ratio n, and the amplitude a of the vibration of each blade based on the order ratio n obtained in this tenth step A blade vibration measuring method comprising: an eleventh step of obtaining a phase φ;
振動計測方法であって、 請求項7の第1のステップに代えて、 翼の外周に等ピッチで配置した少なくとも3点の非接触
式翼センサの検出信号に基づいて、翼の通過時間を計測
する第12のステップと、 この翼通過時間の差を算出する第13のステップと、 を有し、 請求項7の第2のステップ以降のアルゴリズムは、請求
項7のアルゴリスムを実施することを特徴とする翼振動
計測方法。8. A method for measuring vibration of a blade attached to a rotating body in a coupled state, wherein at least three non-contact points arranged on the outer periphery of the blade at equal pitches are used instead of the first step of claim 7. The twelfth step of measuring the passage time of the blade based on the detection signal of the contact blade sensor, and the thirteenth step of calculating the difference between the blade passage times, the second step of claim 7. The blade vibration measuring method, wherein the algorithm after the step implements the algorithm of claim 7.
8の翼振動計測方法によって計測した翼振動データを監
視装置に伝送して、翼振動の監視を行うように構成した
ことを特徴とする翼振動監視システム。9. A structure for transmitting blade vibration data measured by the blade vibration measuring method according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 or 8 to a monitoring device to monitor blade vibration. A blade vibration monitoring system characterized by the above.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000288124A JP3530474B2 (en) | 2000-09-22 | 2000-09-22 | Wing vibration measurement method and wing vibration monitoring system using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000288124A JP3530474B2 (en) | 2000-09-22 | 2000-09-22 | Wing vibration measurement method and wing vibration monitoring system using the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002098584A JP2002098584A (en) | 2002-04-05 |
| JP3530474B2 true JP3530474B2 (en) | 2004-05-24 |
Family
ID=18771762
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000288124A Expired - Lifetime JP3530474B2 (en) | 2000-09-22 | 2000-09-22 | Wing vibration measurement method and wing vibration monitoring system using the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3530474B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014137018A (en) * | 2013-01-17 | 2014-07-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Vibration response monitoring device, rotary machine, and vibration response monitoring method |
| CN107436244A (en) * | 2016-05-25 | 2017-12-05 | 上海金艺检测技术有限公司 | Device failure alert method based on frequency segmentation vibrating data collection |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10305067A1 (en) * | 2003-02-07 | 2004-08-19 | Fag Kugelfischer Ag | Method for determining and quantitatively evaluating an imbalance in a shaft-bearing system |
| RU2324907C1 (en) * | 2006-09-18 | 2008-05-20 | Владимир Иванович Винокуров | Method of determining turbine machine vane oscillation amplitude and device for its implementation |
| JP4869008B2 (en) * | 2006-09-28 | 2012-02-01 | 株式会社東芝 | Vibration diagnosis system for rotating machinery |
| DE102006060650A1 (en) * | 2006-12-21 | 2008-06-26 | Mtu Aero Engines Gmbh | Device and method for contactless blade vibration measurement |
| JP5354174B2 (en) * | 2008-06-12 | 2013-11-27 | Jfeスチール株式会社 | Abnormality diagnosis system for machinery |
| GB0811073D0 (en) | 2008-06-18 | 2008-07-23 | Rolls Royce Plc | Timing analysis |
| JP5256978B2 (en) * | 2008-10-03 | 2013-08-07 | 株式会社Ihi | Wings vibration measuring method and vibration measuring apparatus |
| JP5293406B2 (en) * | 2009-05-28 | 2013-09-18 | 株式会社Ihi | Noncontact blade vibration measurement method for rotor blades |
| JP5353517B2 (en) * | 2009-07-17 | 2013-11-27 | 株式会社Ihi | Turbine blade vibration measurement device |
| JP2012137335A (en) * | 2010-12-24 | 2012-07-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Method and apparatus for measuring vibration of bucket |
| CH705536B1 (en) | 2011-09-13 | 2017-09-29 | Toshiba Kk | Blade vibration measuring device. |
| JP5701723B2 (en) * | 2011-09-13 | 2015-04-15 | 株式会社東芝 | Wing vibration measuring device |
| JP6053414B2 (en) * | 2012-09-18 | 2016-12-27 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | Bearing monitoring system, rotating machine, and bearing monitoring method |
| US9657588B2 (en) * | 2013-12-26 | 2017-05-23 | General Electric Company | Methods and systems to monitor health of rotor blades |
| JP6455702B2 (en) * | 2014-08-22 | 2019-01-23 | 株式会社Ihi | Method and apparatus for measuring vibration of rotating body |
| JP6465383B2 (en) * | 2014-10-10 | 2019-02-06 | 株式会社Ihi | Blade damage determination device and blade damage determination method |
| JP6430234B2 (en) * | 2014-12-19 | 2018-11-28 | 公立大学法人県立広島大学 | Vibration analysis apparatus and program for rotating machine |
| EP3392492A4 (en) * | 2015-12-16 | 2019-10-09 | Applied Electronics Corporation | INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
| WO2017104029A1 (en) * | 2015-12-16 | 2017-06-22 | 株式会社 電子応用 | Combustion status estimation device |
| JP6573170B2 (en) * | 2015-12-18 | 2019-09-11 | 株式会社Ihi | Non-contact blade vibration measuring device and method |
| DE102017200761A1 (en) | 2017-01-18 | 2018-07-19 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | DEVICE FOR MONITORING A ROTATING ELEMENT AND CORRESPONDING METHOD |
| JP6860457B2 (en) * | 2017-09-15 | 2021-04-14 | 三菱パワー株式会社 | Non-contact vibration system and vibration suppression system for rotating machinery |
| CN109000787B (en) * | 2018-08-31 | 2023-09-26 | 天津大学 | Calibration device and method for blade tip timing vibration measurement system |
| CN112381860B (en) * | 2020-11-21 | 2023-04-11 | 西安交通大学 | Unmarked computer vision method for measuring dynamic frequency of rotating blade |
| CN115114740B (en) * | 2022-06-02 | 2024-03-19 | 西安交通大学 | Calibration method and system for non-contact measurement based on pulse sequence generation |
| CN120120201B (en) * | 2025-03-28 | 2025-09-26 | 安徽省能源集团产业研究院有限公司 | Online detection method for wind turbine generator blade angle consistency |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5511426A (en) | 1992-09-03 | 1996-04-30 | Societe Europeenne De Propulsion | Process and device for measuring operating turbine blade vibrations |
| JP2935503B2 (en) | 1988-06-03 | 1999-08-16 | ウエスチングハウス・エレクトリック・コーポレーション | Method and apparatus for detecting turbine blade vibration |
| US5974882A (en) | 1996-08-29 | 1999-11-02 | Rolls-Royce Plc | Identification of resonant frequencies of vibration of rotating blades |
| GB2344177A (en) | 1998-10-19 | 2000-05-31 | Rotadata Ltd | Detecting vibration of turbine blades |
| JP3095270B2 (en) | 1990-11-01 | 2000-10-03 | ウエスチングハウス・エレクトリック・コーポレイション | Apparatus and method for removing common mode vibration data from turbine blade vibration digital data |
| JP3129406B2 (en) | 1997-07-11 | 2001-01-29 | 三菱重工業株式会社 | Wing vibration measurement device |
-
2000
- 2000-09-22 JP JP2000288124A patent/JP3530474B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2935503B2 (en) | 1988-06-03 | 1999-08-16 | ウエスチングハウス・エレクトリック・コーポレーション | Method and apparatus for detecting turbine blade vibration |
| JP3095270B2 (en) | 1990-11-01 | 2000-10-03 | ウエスチングハウス・エレクトリック・コーポレイション | Apparatus and method for removing common mode vibration data from turbine blade vibration digital data |
| US5511426A (en) | 1992-09-03 | 1996-04-30 | Societe Europeenne De Propulsion | Process and device for measuring operating turbine blade vibrations |
| US5974882A (en) | 1996-08-29 | 1999-11-02 | Rolls-Royce Plc | Identification of resonant frequencies of vibration of rotating blades |
| JP3129406B2 (en) | 1997-07-11 | 2001-01-29 | 三菱重工業株式会社 | Wing vibration measurement device |
| GB2344177A (en) | 1998-10-19 | 2000-05-31 | Rotadata Ltd | Detecting vibration of turbine blades |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014137018A (en) * | 2013-01-17 | 2014-07-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Vibration response monitoring device, rotary machine, and vibration response monitoring method |
| CN107436244A (en) * | 2016-05-25 | 2017-12-05 | 上海金艺检测技术有限公司 | Device failure alert method based on frequency segmentation vibrating data collection |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002098584A (en) | 2002-04-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3530474B2 (en) | Wing vibration measurement method and wing vibration monitoring system using the same | |
| Feng et al. | Planetary gearbox fault diagnosis via rotary encoder signal analysis | |
| US5974882A (en) | Identification of resonant frequencies of vibration of rotating blades | |
| US7861592B2 (en) | Blade shroud vibration monitor | |
| US9057682B2 (en) | Blade vibration measuring apparatus | |
| US20090314092A1 (en) | Method of Analyzing Non-Synchronous Vibrations Using a Dispersed Array Multi-Probe Machine | |
| US11609114B2 (en) | Method and system for monitoring rotor blades of a turbomachine using blade tip timing (BTT) | |
| JP3095279B2 (en) | Synchronous vibration monitoring device and method for rotor blade | |
| US9016132B2 (en) | Rotating blade analysis | |
| CN105973448A (en) | Method and system for measuring vibration of rotating blade | |
| US20090164142A1 (en) | Method and system for use in analyzing vibrations of a variable speed rotating body | |
| JP2002518681A (en) | Method and system for testing rotating machines | |
| EP1123490A1 (en) | Vibration phasor monitoring system for rotating members | |
| JPS63231229A (en) | How to monitor rotor vibrations | |
| US20020134158A1 (en) | Method for contactless measuring of vibrations of a rotating body | |
| EP3901635A1 (en) | Rotating machine speed estimation | |
| JP2013083568A (en) | Blade vibration measuring device | |
| André et al. | Comparison between angular sampling and angular resampling methods applied on the vibration monitoring of a gear meshing in non stationary conditions | |
| RU2584723C1 (en) | Method of determining parameters of oscillations of blades of rotating wheel of turbine machine and device therefor | |
| KR100980168B1 (en) | Phase difference detection device and rotation position detection device | |
| JP2012026809A (en) | Rotation detection apparatus and method | |
| US10094743B2 (en) | Order analysis system | |
| Gomez de Leon et al. | Discrete time interval measurement system: fundamentals, resolution and errors in the measurement of angular vibrations | |
| CN121475672B (en) | An automatic diagnosis method, system, device and storage medium for bearing and gear faults. | |
| RU2241216C2 (en) | Method and monitoring system for controlling condition and emergency protection of blade devices of rotor engines |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040203 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040227 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 3530474 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080305 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090305 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100305 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110305 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110305 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120305 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130305 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140305 Year of fee payment: 10 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
| R370 | Written measure of declining of transfer procedure |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R370 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |