JPH0882547A - 翼振動計測装置 - Google Patents
翼振動計測装置Info
- Publication number
- JPH0882547A JPH0882547A JP21704594A JP21704594A JPH0882547A JP H0882547 A JPH0882547 A JP H0882547A JP 21704594 A JP21704594 A JP 21704594A JP 21704594 A JP21704594 A JP 21704594A JP H0882547 A JPH0882547 A JP H0882547A
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- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 非接触ですべての回転翼の振動を容易に把握
できる翼振動計測装置を提供する。 【構成】 回転翼１の先端部より検出した各パルスと、
２個の回転翼基部より検出したパルスのどちらか一方を
ゲート信号として基準クロックを計数する計数器Ｘと、
前記翼基部より検出したパルスの一方をゲート信号とし
て基準クロックを計数する計数器Ｙと、両計数器の出力
を割り算（Ｘ／Ｙ）する除算器Ｚを備え、計数器Ｘによ
り回転翼先端部と翼基部間の通過時間差を検出し、計数
器Ｙで翼ピッチ分だけ回転する時間を検出し、これらの
両検出値の割り算により回転翼１の回転方向の基準点か
らの変位を翼ピッチに対する割合で検出する。また回転
翼基部の検出器を翼ピッチの｛ｋ＋０．５｝倍の間隔で
２個設ける。更に回転翼先端部の検出器の数を２のｎ乗
個とする。
できる翼振動計測装置を提供する。 【構成】 回転翼１の先端部より検出した各パルスと、
２個の回転翼基部より検出したパルスのどちらか一方を
ゲート信号として基準クロックを計数する計数器Ｘと、
前記翼基部より検出したパルスの一方をゲート信号とし
て基準クロックを計数する計数器Ｙと、両計数器の出力
を割り算（Ｘ／Ｙ）する除算器Ｚを備え、計数器Ｘによ
り回転翼先端部と翼基部間の通過時間差を検出し、計数
器Ｙで翼ピッチ分だけ回転する時間を検出し、これらの
両検出値の割り算により回転翼１の回転方向の基準点か
らの変位を翼ピッチに対する割合で検出する。また回転
翼基部の検出器を翼ピッチの｛ｋ＋０．５｝倍の間隔で
２個設ける。更に回転翼先端部の検出器の数を２のｎ乗
個とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は蒸気タービンやポンプな
どの回転翼の振動計測に適用される翼振動計測装置に関
するものである。
どの回転翼の振動計測に適用される翼振動計測装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】図８乃至図１０は従来の翼振動計測装置
を示し、図８は回転翼の正面図、図９は同側面図、図１
０はシステム図であり、回転翼０１は円周方向に等間隔
にディスク部０２で支持されて回転軸０３に取付けられ
ている。この回転翼０１には歪みゲージ０４が貼り付け
られ、そのリード線０５はディスク部０２を配線され回
転軸０３上に設置された送信トランスミッタ０６へ接続
されている。また回転軸０３上にはバッテリー０７も設
置され、リード線０８により同バッテリー０７は送信ト
ランスミッタ０６へ接続されている。送信トランスミッ
タ０６には図１０の如く送信アンテナ０９が取付けられ
ている。また送信アンテナ０９と相対する静止側には受
信アンテナ０１０が取付けられ、同アンテナ０１０は受
信器０１１に接続されている。受信器０１１の出力は出
力端０１２から図示しない振動処理装置へ入力されるよ
うになされている。しかしこの従来装置によれば、回転
翼０１が振動により変形すると振動応力が発生し、翼表
面には歪みが生じる。この歪みを歪みゲージ０４により
検出し、送信トランスミッタ０６で増幅し、ＦＭ信号に
変換して送信アンテナ０９より送信する。送信されたＦ
Ｍ信号を受信アンテナ０１０で受信し、受信器０１１で
元の歪み信号に比例した電気信号に復調し出力する。
を示し、図８は回転翼の正面図、図９は同側面図、図１
０はシステム図であり、回転翼０１は円周方向に等間隔
にディスク部０２で支持されて回転軸０３に取付けられ
ている。この回転翼０１には歪みゲージ０４が貼り付け
られ、そのリード線０５はディスク部０２を配線され回
転軸０３上に設置された送信トランスミッタ０６へ接続
されている。また回転軸０３上にはバッテリー０７も設
置され、リード線０８により同バッテリー０７は送信ト
ランスミッタ０６へ接続されている。送信トランスミッ
タ０６には図１０の如く送信アンテナ０９が取付けられ
ている。また送信アンテナ０９と相対する静止側には受
信アンテナ０１０が取付けられ、同アンテナ０１０は受
信器０１１に接続されている。受信器０１１の出力は出
力端０１２から図示しない振動処理装置へ入力されるよ
うになされている。しかしこの従来装置によれば、回転
翼０１が振動により変形すると振動応力が発生し、翼表
面には歪みが生じる。この歪みを歪みゲージ０４により
検出し、送信トランスミッタ０６で増幅し、ＦＭ信号に
変換して送信アンテナ０９より送信する。送信されたＦ
Ｍ信号を受信アンテナ０１０で受信し、受信器０１１で
元の歪み信号に比例した電気信号に復調し出力する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記従来装置において
は、歪ゲージ０４により回転翼振動を検出する場合、回
転軸０３上に歪ゲージ０４、ゲージリード線０５、送信
トランスミッタ０６及びバッテリー０７等を取付ける必
要があり、また回転による遠心力に耐えるように取付け
るためには相当の工夫と費用が必要であった。歪ゲージ
０４の１枚では１つの回転翼０１の振動しか検出できな
いので、多数翼を同時計測するためには、回転軸０３上
に取付ける設備が計測する翼数に比例して多くなる。従
って前記従来装置では、多数翼の同時計測は極めて困難
であった。本発明は前記従来の問題を解消しようとする
もので、非接触によりすべての回転翼の振動を容易に把
握できる翼振動計測装置を提供しようとするものであ
る。
は、歪ゲージ０４により回転翼振動を検出する場合、回
転軸０３上に歪ゲージ０４、ゲージリード線０５、送信
トランスミッタ０６及びバッテリー０７等を取付ける必
要があり、また回転による遠心力に耐えるように取付け
るためには相当の工夫と費用が必要であった。歪ゲージ
０４の１枚では１つの回転翼０１の振動しか検出できな
いので、多数翼を同時計測するためには、回転軸０３上
に取付ける設備が計測する翼数に比例して多くなる。従
って前記従来装置では、多数翼の同時計測は極めて困難
であった。本発明は前記従来の問題を解消しようとする
もので、非接触によりすべての回転翼の振動を容易に把
握できる翼振動計測装置を提供しようとするものであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】このため本発明は、翼先
端部と相対する静止側に等間隔にとりつけられた２のｎ
乗個（ここでｎは正の整数）の電磁ピックアップ出力パ
ルスと、翼基部と相対する静止側に翼のピッチの｛ｋ＋
０．５｝倍（ここでｋは任意の正の整数）の間隔で取付
けられた２個の電磁ピックアップ出力パルスのどちらか
一方との位相差を計数する計数器と、前記翼基部回転パ
ルスの周期を計数する計数器と、前記両計数器の出力の
割り算を行う除算器と、前記両計数器に高周波基準クロ
ック信号を入力する手段とを備えてなるもので、これを
課題解決のための手段とするものである。
端部と相対する静止側に等間隔にとりつけられた２のｎ
乗個（ここでｎは正の整数）の電磁ピックアップ出力パ
ルスと、翼基部と相対する静止側に翼のピッチの｛ｋ＋
０．５｝倍（ここでｋは任意の正の整数）の間隔で取付
けられた２個の電磁ピックアップ出力パルスのどちらか
一方との位相差を計数する計数器と、前記翼基部回転パ
ルスの周期を計数する計数器と、前記両計数器の出力の
割り算を行う除算器と、前記両計数器に高周波基準クロ
ック信号を入力する手段とを備えてなるもので、これを
課題解決のための手段とするものである。
【０００５】
【作用】本発明によれば、計数器Ｘにより回転翼先端部
と翼基部間の通過時間差を検出し、計数基Ｙで翼ピッチ
分だけ回転する時間を検出し、これらの両検出値の割り
算により回転翼の回転方向の基準点からの変位を翼ピッ
チに対する割合で検出する。また回転翼基部の検出器を
翼ピッチの｛ｋ＋０．５｝倍（ここでｋは任意の正の整
数）の間隔で２個設けているので、これらのどちらかを
適宜選んで処理することにより、回転翼先端部と回転翼
基部間の通過時間差が０又は翼ピッチ分の時間差に近い
場合に生じる不安定な現象（不連続となる）を避け、す
べての計測点について安定な計測をすることができる。
更に回転翼先端部の検出器の数を２のｎ乗個としている
ので、各回転翼毎に検出される信号は等間隔な２のｎ乗
個の時系列波形となり、ＦＦＴ演算が非常に高速に実現
できる。
と翼基部間の通過時間差を検出し、計数基Ｙで翼ピッチ
分だけ回転する時間を検出し、これらの両検出値の割り
算により回転翼の回転方向の基準点からの変位を翼ピッ
チに対する割合で検出する。また回転翼基部の検出器を
翼ピッチの｛ｋ＋０．５｝倍（ここでｋは任意の正の整
数）の間隔で２個設けているので、これらのどちらかを
適宜選んで処理することにより、回転翼先端部と回転翼
基部間の通過時間差が０又は翼ピッチ分の時間差に近い
場合に生じる不安定な現象（不連続となる）を避け、す
べての計測点について安定な計測をすることができる。
更に回転翼先端部の検出器の数を２のｎ乗個としている
ので、各回転翼毎に検出される信号は等間隔な２のｎ乗
個の時系列波形となり、ＦＦＴ演算が非常に高速に実現
できる。
【０００６】
【実施例】以下本発明を図面の実施例について説明する
と、図１は本発明の実施例に係る翼振動計測装置のシス
テム構成を示し、回転翼１の先端部に対向する静止側に
は２のｎ乗個の電磁ピックアップＣが等間隔に取付けら
れている。また回転翼１の基部に対向する静止側には２
個の電磁ピックアップＢが翼ピッチの｛ｋ＋０．５｝倍
（ここでｋは任意の正の整数）の間隔で取付けられてい
る。更にロータ２の軸部に対向する静止側には、１個の
回転パルス検出器Ａ（１回転に１個のパルスを検出）が
取付けられている。またこれらの検出器の信号は、回転
翼の変位を演算するための１次処理装置３に入力され、
その出力信号はＤＭＡ（Direct Memory Access）転送を
行うインターフェースを介して、各種振動解析をオンラ
インで処理するための２次処理装置４に接続されてい
る。図２は各検出器の信号を１次処理装置３で矩形波に
波形成形した後の各パルスのタイミングチャートを示
し、図３は１次処理装置３で実施する演算処理のブロッ
ク線図を示す。図３において、回転翼先端部より検出し
た各パルスと、２個の回転翼基部より検出したパルスの
どちらか一方をゲート信号として基準クロックを計数す
る計数器Ｘと、前記翼基部より検出したパルスの一方を
ゲート信号として基準クロックを計数する計数器Ｙと、
両計数器の出力を割り算（Ｘ／Ｙ）する除算器Ｚを備え
ている。また回転翼基部の電磁ピックアップＢの出力
は、数十から数百メガヘルツの高周波基準クロックを計
数する計数器Ｘのゲート信号となるとともに、ＤＭＡ転
送のタイミングを制御するコントローラ５のゲート信号
となる。
と、図１は本発明の実施例に係る翼振動計測装置のシス
テム構成を示し、回転翼１の先端部に対向する静止側に
は２のｎ乗個の電磁ピックアップＣが等間隔に取付けら
れている。また回転翼１の基部に対向する静止側には２
個の電磁ピックアップＢが翼ピッチの｛ｋ＋０．５｝倍
（ここでｋは任意の正の整数）の間隔で取付けられてい
る。更にロータ２の軸部に対向する静止側には、１個の
回転パルス検出器Ａ（１回転に１個のパルスを検出）が
取付けられている。またこれらの検出器の信号は、回転
翼の変位を演算するための１次処理装置３に入力され、
その出力信号はＤＭＡ（Direct Memory Access）転送を
行うインターフェースを介して、各種振動解析をオンラ
インで処理するための２次処理装置４に接続されてい
る。図２は各検出器の信号を１次処理装置３で矩形波に
波形成形した後の各パルスのタイミングチャートを示
し、図３は１次処理装置３で実施する演算処理のブロッ
ク線図を示す。図３において、回転翼先端部より検出し
た各パルスと、２個の回転翼基部より検出したパルスの
どちらか一方をゲート信号として基準クロックを計数す
る計数器Ｘと、前記翼基部より検出したパルスの一方を
ゲート信号として基準クロックを計数する計数器Ｙと、
両計数器の出力を割り算（Ｘ／Ｙ）する除算器Ｚを備え
ている。また回転翼基部の電磁ピックアップＢの出力
は、数十から数百メガヘルツの高周波基準クロックを計
数する計数器Ｘのゲート信号となるとともに、ＤＭＡ転
送のタイミングを制御するコントローラ５のゲート信号
となる。
【０００７】一方回転翼基部の電磁ピックアップＢ又は
Ｂ’のどちらか一方の出力と、回転翼先端部に対向して
取付けられた電磁ピックアップＣの各出力は、同様に数
十から数百メガヘルツの高周波基準クロックを計数する
計数器Ｙのゲート信号として入力される。計数器Ｘ及び
計数器Ｙの出力は除算器Ｚに入力され、その出力は回転
方向翼振動の変位信号としてバッファー６に入力され、
ＤＭＡコントローラ５の指令に基づいてバッファー６よ
り２次処理装置４に出力される。２次処理装置４では、
入力されたセンサ基準の時系列データを翼基準の時系列
データに並べ変えてＦＦＴ演算を実施し、各種振動解析
を実施する。図４乃至図７に２次処理装置４の出力の例
を示し、図４は翼の振動波形、図５はキャンベル線図、
図６はトラッキング解析結果、図７は全翼の振動モード
図をそれぞれ示す。
Ｂ’のどちらか一方の出力と、回転翼先端部に対向して
取付けられた電磁ピックアップＣの各出力は、同様に数
十から数百メガヘルツの高周波基準クロックを計数する
計数器Ｙのゲート信号として入力される。計数器Ｘ及び
計数器Ｙの出力は除算器Ｚに入力され、その出力は回転
方向翼振動の変位信号としてバッファー６に入力され、
ＤＭＡコントローラ５の指令に基づいてバッファー６よ
り２次処理装置４に出力される。２次処理装置４では、
入力されたセンサ基準の時系列データを翼基準の時系列
データに並べ変えてＦＦＴ演算を実施し、各種振動解析
を実施する。図４乃至図７に２次処理装置４の出力の例
を示し、図４は翼の振動波形、図５はキャンベル線図、
図６はトラッキング解析結果、図７は全翼の振動モード
図をそれぞれ示す。
【０００８】
【発明の効果】以上詳細に説明した如く本発明の翼振動
計測装置によると、回転体上に全く器材を取付けること
なく非接触により回転方向の翼振動を計測できる。本発
明では等間隔に配置された２のｎ乗個の検出器を用いて
いるので、一定のサンプリング間隔で計測された２のｎ
乗個の時系列データを得ることができ、例えば歪みゲー
ジや加速度計などの接触型の振動計測装置で計測された
場合と同様に、ＦＦＴ分析による詳細な振動解析が可能
であり、また全く同じ条件で回転中のすべての翼の振動
検出ができるので、翼毎のばらつきは全体で構成される
振動モードを評価でき、産業上極めて有益である。
計測装置によると、回転体上に全く器材を取付けること
なく非接触により回転方向の翼振動を計測できる。本発
明では等間隔に配置された２のｎ乗個の検出器を用いて
いるので、一定のサンプリング間隔で計測された２のｎ
乗個の時系列データを得ることができ、例えば歪みゲー
ジや加速度計などの接触型の振動計測装置で計測された
場合と同様に、ＦＦＴ分析による詳細な振動解析が可能
であり、また全く同じ条件で回転中のすべての翼の振動
検出ができるので、翼毎のばらつきは全体で構成される
振動モードを評価でき、産業上極めて有益である。
【図１】本発明の実施例に係る翼振動計測装置のシステ
ム図である。
ム図である。
【図２】同検出パルスのタイミングチャート図である。
【図３】同演算処理のブロック線図である。
【図４】同回転翼の振動波形を示す説明図である。
【図５】同キャンベル線図である。
【図６】同トラッキング解析結果を示す説明図である。
【図７】同全翼の振動モードを示す説明図である。
【図８】従来の翼振動計測装置の正面図である。
【図９】図８の側面図である。
【図１０】図８の装置によるシステム図である。
１ 回転翼 ２ ロータ ３ １次処理装置 ４ ２次処理装置 ５ ＤＭＡコントローラ ６ バッファー ７ ＤＭＡ転送インターフェース Ａ 回転パルス検出器 Ｂ，Ｂ’ 電磁ピックアップ Ｃ 電磁ピックアップ Ｘ 計数器 Ｙ 計数器 Ｚ 除算器
Claims (1)
- 【請求項１】 翼先端部と相対する静止側に等間隔にと
りつけられた２のｎ乗個（ここでｎは正の整数）の電磁
ピックアップ出力パルスと、翼基部と相対する静止側に
翼のピッチの｛ｋ＋０．５｝倍（ここでｋは任意の正の
整数）の間隔で取付けられた２個の電磁ピックアップ出
力パルスのどちらか一方との位相差を計数する計数器
と、前記翼基部回転パルスの周期を計数する計数器と、
前記両計数器の出力の割り算を行う除算器と、前記両計
数器に高周波基準クロック信号を入力する手段とを備え
てなることを特徴とする翼振動計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21704594A JPH0882547A (ja) | 1994-09-12 | 1994-09-12 | 翼振動計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21704594A JPH0882547A (ja) | 1994-09-12 | 1994-09-12 | 翼振動計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0882547A true JPH0882547A (ja) | 1996-03-26 |
Family
ID=16697976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21704594A Pending JPH0882547A (ja) | 1994-09-12 | 1994-09-12 | 翼振動計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0882547A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007263899A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-11 | Toppan Printing Co Ltd | パターン形状計測装置及びパターン形状計測方法 |
| JP2013083568A (ja) * | 2011-10-11 | 2013-05-09 | Toshiba Corp | 翼振動計測装置 |
| US9057682B2 (en) | 2011-09-13 | 2015-06-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Blade vibration measuring apparatus |
| EP2672240A3 (en) * | 2012-06-08 | 2017-09-27 | General Electric Company | Campbell diagram displays and methods and systems for implementing same |
| CN114136545A (zh) * | 2021-11-08 | 2022-03-04 | 陕西飞机工业有限责任公司 | 一种飞机外翼气密油密试验设备及方法 |
| US11768087B2 (en) | 2019-10-28 | 2023-09-26 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Detection device, rotary machine, and detection method |
-
1994
- 1994-09-12 JP JP21704594A patent/JPH0882547A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007263899A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-11 | Toppan Printing Co Ltd | パターン形状計測装置及びパターン形状計測方法 |
| US9057682B2 (en) | 2011-09-13 | 2015-06-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Blade vibration measuring apparatus |
| JP2013083568A (ja) * | 2011-10-11 | 2013-05-09 | Toshiba Corp | 翼振動計測装置 |
| EP2672240A3 (en) * | 2012-06-08 | 2017-09-27 | General Electric Company | Campbell diagram displays and methods and systems for implementing same |
| US11768087B2 (en) | 2019-10-28 | 2023-09-26 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Detection device, rotary machine, and detection method |
| CN114136545A (zh) * | 2021-11-08 | 2022-03-04 | 陕西飞机工业有限责任公司 | 一种飞机外翼气密油密试验设备及方法 |
| CN114136545B (zh) * | 2021-11-08 | 2023-10-20 | 陕西飞机工业有限责任公司 | 一种飞机外翼气密油密试验设备及方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20000926 |