JPS6034344B2

JPS6034344B2 - 回転機の異常音検出装置

Info

Publication number: JPS6034344B2
Application number: JP53010474A
Authority: JP
Inventors: 弌也佐藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1978-02-03
Filing date: 1978-02-03
Publication date: 1985-08-08
Also published as: JPS54104501A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は例えば回転電機やタービン等回転機の回転中に
起こる異常状態、例えば軸受部のラビング、回転子部品
のき裂発生、コイルの焼き付きなどの故障を早期発見す
るために、その時発生する異常音信号を検出する異常音
検出装置に関する。

従来、例えば被試験体として第１図に示すような発電機
１を異常音を用いて診断する場合、次のような装置が用
いられていた。すなわち異常音検出用センサ２を固定子
側の軸受け部３に取りつけて、そしてその出力を増幅器
４及び信号処理回路５を通し、モニター６によって監視
するようにしていた。この場合このセンサ２としては音
響あるいは超音波信号の検出に用いられるものが多く、
一般的にはアコースティック・ェミッション（以下、Ａ
Ｅと略記）検出用のセンサが通しており、使用周波数帯
城も可聴音領域から数Ｍ位に及ぶものが使われている。
このような装置は比較的固定子側に起きた異常を診断す
る場合には適しているが、回転機の場合危険な個所はそ
の内部で回転している回転子側にあることが多く充分そ
の検出ができない嫌いがある。一方、温度、応力、振動
などの測定には回転子に直接それらのセンサを取り付け
、その信号を電波にして伝送する無線伝送のものもある
。この装置は第１図に重ねて示すように、回転子軸７に
取付け治具８を取付け、これに検出用センサ９および送
信器１０を装着し、送信用アンテナ１１により地上に伝
送する。この電波を受信用アンテナ１２で受信し、受信
器１３で信号処理して、モニター１４で監視するもので
ある。異常音検出についても同様な手段を用いれば、測
定は一応出来るものと考えられるが、大形の回転機の場
合には、遠心力がきわめて大きくなることからその装置
の取付けに遠心力対策が必要であること、又装置の取付
け方取付け位置によっては検出領域のブラインドが出来
ること、さらに欠陥の発生位置を適確に知ることが困難
であることなどの問題がある。本発明はこれにかんがみ
なされたものであり、従ってその目的とするところは遠
心力の影響が少なく、力！っ検出領域にブラインドがな
く広く取れ、しかも欠陥の発生位置を適確に標定し得る
異常音検出装置を提供するにある。

タすなわち本発明は異常音検出センサを
、有滞りングシューとこのリングシューの内面に固着さ
れた振動素子とにより形成するとともに、前記有端リン
グシューの外周が回転子軸心に設けられている内孔に密
着隊合するようにして異常音検出センＪサと回転子軸間
の音響結合を良くし、かっこの異常音検出センサを轍方
向に複数個並設配置し、さらに前記夫々の異常音検出セ
ンサの送信周波数が異なるように形成して欠陥の位置標
定を行うようにしたものである。
Ｚ以下図示した実施例に基づいて本発明を詳細に説明す
る。第２図はその一つの例を示したものである。尚異常
音検出センサ１５は軸方向に複数個並設されるわけであ
るが、まず異常音検出センサの周辺を説明するために他
のセンサは省略して説２明する。回転子軸７にはその軸
心に内孔３０が設けられている。そして該内孔に異常音
検出センサー５（以下センサという）及び送信器１６を
設置し、やはり回転子車由上に配された送信用アンテナ
１７にて空中に送波される。この送信器１６はプリアン
プと周波数変調回路から構成されている。この電波は受
信用アンテナ１８で受信され、そして受信された電波は
受信器１９に入る。受信器１９は復調器２０、増幅器２
１、及び信号処理回路２２から成っている。前述した検
出センサ１５は、第３図にその一例を示すように車由心
の内孔３０‘こ内接する外径を有するリングシュ−２３
を有し、その内側に１個または複数個の振動素子たとえ
ば圧電セラミック素子２４ａ，２４ｂ，２４ｃが貼りつ
けられている。

前記リングシュー２３の材質は、好ましくは回転子と同
じ材質のものが音響結合の面から良好であるが、他の材
質のものでも差支えない。又リングシュー２３の一部を
カットし、すなわち有滞りングとなし、その有端間隙に
ゴムのような弾性体２５をつめておくとさらに有効であ
る。すなわちこのようにしておくと、軸心の内孔３川こ
センサ１５を挿入する際、容易に挿入可能でありしかも
遠Ｄ力で内孔に密着するため音響結合もきわめてよくな
る。また、このセンサであると軸周に取りつける場合と
異なり、検知領域にブラインドができることもないし、
また、素子が複数個に分割されていることからリングシ
ューの変形によって素子がこわれるのを充分防ぐことが
できる。この素子間の接続は第４図に示すように素子２
４ａ，２４ｂ，２４ｃを接続臭３１で直列に接続しても
よいし、あるいは図示しないが並列接続にしてもよい。
第５図は前記センサ１５を軸の内孔３川こ挿入した状態
を示すもので、回転子鞠１７が回転するとその遠心力で
センサ１５は外側に押し出される力が轍ろくため弾性体
２５が伸びて内孔面に密着する。

また、素子の配置は円周上に均等距離に配置するのが好
ましいが、図のように素子のある角度を８，、素子の無
いところの角度を８２とした時、少なくとも８，＞８２
になるように配置しておけば、円周上のどの位置から音
響またはＡＥ信号が到達しても信号を受信することがで
きる。さて次に第６図に基づき複数個のセンサを配置し
た場合について説明する。回転子軸７の内孔３０中に鞠
方向に並設して複数個のセンサと送信器２６ａ〜２６ｄ
を装着することにより、異常音またはＡＥの車母方向発
生位置を標定することが可能となる。同図は４組のセン
サと送信器２６ａ〜２６ｄを装着した場合で、それぞれ
に対応した受信器として２７ａ〜２７ｄを用意し、各組
の搬送周波数は異なったものとする。この時、図に示す
ような個所すなわち回転子胴部端２８から異常音が発生
したとするとセンサ２６ａ，２６ｂには、それぞれ信号
波２９ａ，２９ｂが得られるから、その信号の立上りの
時間差△ＴをＡＥ位置標定装置２８によって測定するこ
とによって、回転子を一次元とした時の欠陥個所を際定
することができ夕る。以上説明してきたように本発明は
、異常音検出セソサを、有端リングシューとこのリング
シューの内面に固着された振動素子とにより形成すると
ともに、前記有機リングシューの外周が回転子藤０心に
設けられている内孔に密着鉄合するようになし、かっこ
の異常音検出センサを鞠方向に複数個並設配置し、さら
に前記夫々の異常音検出センサの送信周波数が異なるよ
うに形成したから遠心力の影響が少なく、かつ検出領域
にブラインドがなく広く取れ、しかも欠陥の発生位置を
適確に標定し得る異常音検出装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の異常音検出装置の使用状態を示す説明線
図、第２図は本発明の異常音検出装置の使用状態を示す
説明線図、第３図はその検出センサ単品を示す斜視図、
第４図は検出センサの接続線図、第５図は検出センサの
装置状態を示す回転子雛の断面図、第６図は本発明の他
の実施例の異常音検出装置の使用状態を示す説明線図で
ある。７・・・回転子軸、１６・・・送信器、１９・・・受信
器、１５・・・異常音検出センサ、２３・・・有端リン
グシュー、２４ａ〜２４ｃ・・・振動素子。弟’図第２図弟３図第４図務づ図労る図

Claims

【特許請求の範囲】１回転子軸上に、異常音検出センサと、該異常音検出
センサの検出信号を増巾送信する送信器とを備え、該送
信器の信号を固定側で受信する異常音検出装置において
、前記異常音検出センサを、有端リングシユーとこのリ
ングシユーの内面に固着された振動素子とにより形成す
るとともに、前記有端リングシユーの外周が回転子軸心
に設けられている内孔に密着嵌合するようになし、かつ
この異常音検出センサを軸方向に複数個並設配置し、さ
らに前記夫々の異常音検出センサの送信周波数が異なる
ように形成したことを特徴とする回転機の異常音検出装
置。２前記振動素子を周方向に複数個に分割せしめたこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項の回転機の異常音検
出装置。