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JP2000074659A - Bend monitoring device for rotating shaft - Google Patents

Bend monitoring device for rotating shaft

Info

Publication number
JP2000074659A
JP2000074659A JP10242911A JP24291198A JP2000074659A JP 2000074659 A JP2000074659 A JP 2000074659A JP 10242911 A JP10242911 A JP 10242911A JP 24291198 A JP24291198 A JP 24291198A JP 2000074659 A JP2000074659 A JP 2000074659A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phase
rotating shaft
bending
gap
reference signal
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.)
Granted
Application number
JP10242911A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3337426B2 (en
Inventor
Masanori Ito
誠規 伊藤
Hiromitsu Matsumoto
博充 松本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP24291198A priority Critical patent/JP3337426B2/en
Publication of JP2000074659A publication Critical patent/JP2000074659A/en
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Publication of JP3337426B2 publication Critical patent/JP3337426B2/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To monitor the bend of a rotating shaft reliably by the hour by displaying the bending amount and phase of the rotating shaft simultaneously, thereby detecting the bending amount of the rotating shaft for rotational angle and time variation of the shaft. SOLUTION: An air gap detector 1 detects an air gap between the rotating shaft 6a of a rotating machine 6 and a stationary member such as a casing, and a phase reference signal generator 2 generates the phase reference signal of the rotating shaft 6a by a pulse signal for each turn of the rotating shaft 6a. The detected signal from the air gap detector 1 and the phase reference signal from the phase reference signal generator 2 are inputted into a monitoring device 3 through circuits 91, 92. The monitoring device 3 control-computes based on the air gap detecting signal and the phase reference signal, and simultaneously-outputs the information of the bending amount of the rotating shaft 6a and the rotational angle from the phase reference signal of the rotating shaft 6a, or the information of the phase converted into the signal which indicates a phase difference. The information of the air gap detecting value and the information of the phase are displayed simultaneously, thus it is possible to grasp the time variation in the bend.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、蒸気タービン、ガ
スタービン等の回転機械用の回転軸の曲がり状態を監視
する軸の曲がり監視装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a shaft bending monitoring device for monitoring a bending state of a rotating shaft for a rotating machine such as a steam turbine and a gas turbine.

【0002】[0002]

【従来の技術】蒸気タービンロータ、ガスタービンロー
タ等の比較的長尺の回転軸においては、該回転軸の曲が
り状態を監視することが行なわれている。かかる回転軸
の曲がりを検知し監視する手段としては、従来、回転軸
とケーシング等の固定部材との空隙を計測し、その最大
ピーク値と最小ピーク値との差を算出して、これを偏心
量として表示する手段が提供されている。
2. Description of the Related Art In a relatively long rotating shaft such as a steam turbine rotor and a gas turbine rotor, the state of bending of the rotating shaft is monitored. As means for detecting and monitoring the bending of the rotating shaft, conventionally, a gap between the rotating shaft and a fixed member such as a casing is measured, and a difference between a maximum peak value and a minimum peak value thereof is calculated, and the eccentricity is calculated. Means for indicating as quantities are provided.

【0003】図1は前記回転軸の曲がりを検知・監視す
る軸の曲がり監視装置の全体構成を示す。図1におい
て、6は蒸気タービン・ガスタービン・電動モータ・軸
流圧縮機等の回転機械、6aは該回転機械6の回転軸で
ある。1は前記回転機械6の回転軸6aとケーシング等
の固定部材との空隙を検出する空隙検出器、2は前記回
転軸6aの位相基準信号を回転軸6aの1回転々毎のパ
ルス信号によって発生する位相基準信号発生器であり、
該空隙検出器1からの検出信号及び位相基準信号発生器
2からの位相基準信号は回線91及び92により監視装
置3に入力される。該監視装置3は前記空隙検出信号及
び位相基準信号に基づき後述する制御・演算を行ない、
軸6aの曲がり量情報を出力する。
FIG. 1 shows the overall configuration of a shaft bending monitoring device for detecting and monitoring the rotation shaft bending. In FIG. 1, reference numeral 6 denotes a rotating machine such as a steam turbine, a gas turbine, an electric motor, and an axial compressor, and 6a denotes a rotating shaft of the rotating machine 6. 1 is a gap detector for detecting a gap between the rotating shaft 6a of the rotating machine 6 and a fixed member such as a casing, and 2 generates a phase reference signal of the rotating shaft 6a by a pulse signal for each rotation of the rotating shaft 6a. Phase reference signal generator,
The detection signal from the gap detector 1 and the phase reference signal from the phase reference signal generator 2 are input to the monitoring device 3 via lines 91 and 92. The monitoring device 3 performs control / calculation described later based on the gap detection signal and the phase reference signal,
It outputs bending amount information of the shaft 6a.

【0004】図15〜図16は前記軸の曲がり監視装置
3の従来技術を示し、図15はその制御ブロック図、図
16は制御・演算手段を示すフローチャートである。図
15において、31はサンプルデータ記憶部で、前記空
隙検出器1から入力された前記空隙の検出値Gを一時的
に記憶する。32は回転成分抽出部で、前記回転軸(以
下軸と略称する)6aの空隙の検出値から該軸の曲がり
量成分のみを抽出するものであり、ローパスフィルタ・
バンドパスフィルタより成る。
FIGS. 15 and 16 show a prior art of the shaft bending monitoring device 3, FIG. 15 is a control block diagram thereof, and FIG. 16 is a flowchart showing control / calculation means. In FIG. 15, reference numeral 31 denotes a sample data storage unit which temporarily stores the gap detection value G input from the gap detector 1. Reference numeral 32 denotes a rotation component extraction unit which extracts only a bending amount component of the rotation axis (hereinafter, simply referred to as an axis) from a gap value of the rotation axis (hereinafter, simply referred to as an axis) 6a.
Consists of a bandpass filter.

【0005】41はパルス信号発生部で、前記位相基準
信号発生器2から入力される位相基準信号を基に、軸6
aの1回転毎におけるパルス信号を発生する。42は回
転周波数変換部で、前記軸6aの回転周期を回転周波数
情報に変換する。
[0005] Reference numeral 41 denotes a pulse signal generating unit, based on the phase reference signal input from the phase reference signal generator 2, and based on the axis 6.
A pulse signal is generated for each rotation of a. Reference numeral 42 denotes a rotation frequency conversion unit that converts the rotation cycle of the shaft 6a into rotation frequency information.

【0006】34は偏心量演算部で、前記回転成分抽出
部32で抽出された曲がり量成分に基づき、前記空隙G
の最大ピークと最小ピークとの差、もしくは実効値、平
均値演算により軸6aの偏心量を算出するものである。
37は平滑処理部で、前記偏心量の演算結果を滑らかな
平均値等の信号に整理する。38は出力情報変換部で、
前記偏心量の演算結果をアナログ信号、またはディジタ
ル量による曲がり量表示形態に変換する。
Numeral 34 denotes an eccentricity calculating unit which calculates the air gap G based on the bending component extracted by the rotation component extracting unit 32.
Is calculated by calculating the difference between the maximum peak and the minimum peak, or the effective value and the average value.
Reference numeral 37 denotes a smoothing processing unit for organizing the calculation result of the eccentric amount into a signal such as a smooth average value. 38 is an output information conversion unit,
The calculation result of the amount of eccentricity is converted into a display form of a bending amount based on an analog signal or a digital amount.

【0007】次に図15及び図16に基づき前記従来技
術における制御演算手段を説明する。監視装置3には、
空隙検出器1から前記軸6aと固定部材との間の空隙G
の時間毎の検出信号が入力されるとともに、位相基準信
号発生器2から位相基準信号Kが入力される。サンプル
データ記憶部31では、パルス信号発生部41からのパ
ルスをデータサンプル計測の選択区間として、前記空隙
Gのサンプルデータ即ち検出値を記憶する。即ち、前記
サンプルデータ記憶部31においては、パルス発生時を
起点として次のパルスまでの期間(周期):Δtにおけ
る空隙Gの検出データが順次記憶する(ステップ
(1)、(2))。
Next, a description will be given of the control operation means in the prior art with reference to FIGS. The monitoring device 3
The gap G between the gap detector 1 and the shaft 6a and the fixed member
, And a phase reference signal K is input from the phase reference signal generator 2. The sample data storage unit 31 stores the sample data of the gap G, that is, the detected value, using the pulse from the pulse signal generation unit 41 as a selection section for data sample measurement. That is, in the sample data storage unit 31, the detection data of the gap G in the period (cycle): Δt from the time of generation of the pulse to the next pulse is sequentially stored (steps (1) and (2)).

【0008】回転成分抽出部32においては、前記パル
ス信号発生部41からの軸6aの回転周期Δtを計測し
(ステップ(3))、その周期Δtの逆数から回転周波
数を求める(ステップ(4))。そして、該回転成分抽
出部32においては、前記回転周波数を折れ点周波数が
追従変化するローパスフィルタあるいは中心周波数が追
従変化するバンドパスフィルタを通して軸6aの回転周
波数のみ、つまり前記のようなノイズを除いて、軸6a
が1回転する毎に変化する軸6aの曲がり量情報のみを
取り出す(ステップ(5))。
The rotation component extraction unit 32 measures the rotation period Δt of the shaft 6a from the pulse signal generation unit 41 (step (3)), and determines the rotation frequency from the reciprocal of the period Δt (step (4)). ). Then, the rotation component extraction unit 32 removes only the rotation frequency of the shaft 6a, that is, the above noise by passing the rotation frequency through a low-pass filter or a band-pass filter whose center frequency changes. And the shaft 6a
Only the bending amount information of the shaft 6a, which changes each time is rotated, is extracted (step (5)).

【0009】偏心量演算部34では、1回転1周期分に
相当する前記空隙Gの検出値から上限ピーク値G1 と下
限ピーク値G2 とを検出し、この両ピーク値の差ΔG=
1−G2 を算出してピーク対ピークの偏心量(つまり
上記ΔG)を得る(ステップ(7))。あるいは、上記
上限ピーク値G1 と下限ピーク値G2 との単純平均を求
めて、平均値偏心量としてもよい。平滑処理部37で
は、前記偏心量を演算部34からの偏心量演算値を1次
後れフィルタによって滑らかな信号に処理する(ステッ
プ(20))。出力情報変換部38では、前記偏心ΔG
をアナログ信号又はディジタル量による曲がり量を情報
表示形態に変換して出力する(ステップ(8))。
The eccentric amount calculating section 34 detects an upper limit peak value G 1 and a lower limit peak value G 2 from the detected value of the gap G corresponding to one cycle of one rotation, and a difference ΔG between these two peak values is obtained.
G 1 −G 2 is calculated to obtain the peak-to-peak eccentricity (ie, ΔG) (step (7)). Alternatively, seeking simple average between the upper peak value G 1 and the lower peak value G 2, or an averaged value eccentricity. In the smoothing processing section 37, the eccentricity amount is processed into a smooth signal by a first-order backward filter based on the eccentricity amount calculation value from the calculating section 34 (step (20)). In the output information converter 38, the eccentricity ΔG
Is converted into an information display form by a bending amount based on an analog signal or a digital amount and output (step (8)).

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】前記回転軸6aの曲が
りを検知・監視するにあたり、図15〜図16に示す従
来技術による場合は、回転軸6aと固定部材との空隙の
最大ピーク値と最小ピーク値の差を検知し、回転軸6a
の1回転当たりのパルスを位相基準信号として使用し
て、回転軸6aの1回転毎の偏心量から該回転軸6aの
曲がりを検出し、監視しているが、回転軸6aの位相と
該軸6aの曲がりとの関係は検知できず、このため該回
転軸6aの曲がりが生じている該軸6aの回転角度の方
向や時間変化は検知することはできない。
In detecting and monitoring the bending of the rotary shaft 6a, in the case of the prior art shown in FIGS. 15 to 16, the maximum peak value and the minimum gap of the gap between the rotary shaft 6a and the fixed member are determined. The difference between the peak values is detected, and the rotation axis 6a is detected.
Is used as a phase reference signal to detect and monitor the bending of the rotating shaft 6a from the amount of eccentricity of the rotating shaft 6a for each rotation. The relationship with the bending of the rotating shaft 6a cannot be detected, and therefore, it is not possible to detect the direction or the time change of the rotating angle of the rotating shaft 6a where the rotating shaft 6a is bent.

【0011】このため、かかる従来技術による場合は、
回転軸6aの曲がりに起因する種々の不具合のついて充
分な対策を施すことができない等、回転機械の運転管理
や強度管理が充分にできないという問題点がある。
For this reason, in the case of the conventional technique,
There is a problem that the operation management and the strength management of the rotating machine cannot be sufficiently performed, for example, it is not possible to take sufficient measures for various problems caused by the bending of the rotating shaft 6a.

【0012】本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、回
転軸の曲がり量を軸の回転角度及び時間変化に対して検
知可能として、回転軸の曲がりの監視を時間単位でかつ
確実になし得る回転軸の曲がり監視装置を提供すること
を目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and is capable of detecting the amount of bending of the rotating shaft with respect to the rotation angle and time of the rotating shaft so that the bending of the rotating shaft can be monitored in units of time and reliably. It is an object of the present invention to provide an apparatus for monitoring bending of an axis.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するため、第1発明として、回転軸と固定部材との空
隙を検出する空隙検出器と、前記回転軸の位相基準信号
に基づき位相を算出する位相演算手段と、前記空隙の検
出値から前記回転軸の曲がり量を算出する曲がり量演算
手段と、前記曲がり量と位相とを同時に表示させる出力
手段とを備えたことを特徴とする回転軸の曲がり監視装
置を提案する。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a gap detector for detecting a gap between a rotating shaft and a fixed member, and a phase detector based on a phase reference signal of the rotating shaft. , A bend amount calculation means for calculating a bend amount of the rotary shaft from the detected value of the gap, and an output means for simultaneously displaying the bend amount and the phase. A bend monitoring device for rotating shaft is proposed.

【0014】また、第2発明は前記第1発明において、
前記曲がり量演算手段が、前記空隙の回転軸の1回転毎
の最大ピーク値と最小ピーク値との差、もしくは実効
値、平均値により回転軸の偏心量を算出するように構成
され、前記位相演算手段が、前記位相基準信号から位相
差を算出するように構成されてなる。
[0014] The second invention is the first invention, wherein
The bending amount calculating means is configured to calculate an eccentric amount of the rotating shaft from a difference between a maximum peak value and a minimum peak value for each rotation of the rotating shaft of the gap, or an effective value or an average value, and The calculating means is configured to calculate a phase difference from the phase reference signal.

【0015】第3発明は、前記第1発明において、前記
曲がり量演算手段が前記空隙から偏心量を極座標として
算出するように構成されてなる。
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect, the bending amount calculating means calculates an eccentric amount from the gap as polar coordinates.

【0016】第4発明は、前記第1発明において、前記
出力手段が、前記回転軸の曲がり量を前記空隙の検出値
で表示させるとともに、前記位相の表示を前記位相基準
信号に基づき算出した位相差で表示させるように構成さ
れてなる。
In a fourth aspect based on the first aspect, the output means displays the amount of bending of the rotating shaft as a detected value of the air gap and calculates the display of the phase based on the phase reference signal. It is configured to display the phase difference.

【0017】第5発明は、前記第1発明において、前記
出力手段が、前記空隙の検出値に前記位相基準信号を重
畳させて前記曲がり量と位相とを1つの表示形態で表示
するように構成されてなる。
In a fifth aspect based on the first aspect, the output means superimposes the phase reference signal on the detected value of the air gap and displays the amount of bending and the phase in one display form. Be done.

【0018】かかる発明によれば、回転軸と固定部材と
の間の空隙の検出値の情報と位相基準信号から算出した
位相の情報とを同時に表示させるようにしたので、空隙
による軸の曲がり量とともに、軸の曲がりの位相及び時
間との相関的な変化状況を正しく表示することが可能と
なる。これにより、軸の曲がりに起因する種々の不具合
の発生を、格別な計測機器を用いることなく防止するこ
とができる。
According to this invention, the information on the detected value of the gap between the rotating shaft and the fixed member and the information on the phase calculated from the phase reference signal are simultaneously displayed, so that the amount of bending of the shaft due to the gap is provided. At the same time, it is possible to correctly display the state of change relative to the phase and time of axis bending. Thus, it is possible to prevent various troubles caused by the bending of the shaft without using a special measuring device.

【0019】また特に、第4発明によれば、直接に曲が
り量とその位相角情報を得ることができるので、緊急を
要する場合にも、迅速に軸の曲がり情報を得ることがで
きる。
In particular, according to the fourth aspect of the present invention, since the bending amount and the phase angle information thereof can be obtained directly, even in the case of urgent need, the bending information of the shaft can be obtained quickly.

【0020】さらに請求項5の発明によれば、空隙と位
相とを1つの表示形態で表示できるので、従来の記録計
器を増設することなく、軸の曲がりと位相とを同時に表
示し記録することができる。
According to the fifth aspect of the present invention, since the air gap and the phase can be displayed in one display form, the bending and phase of the shaft can be simultaneously displayed and recorded without adding a conventional recording instrument. Can be.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施
形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、そ
の相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、こ
の発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説
明例にすぎない。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention unless otherwise specified, and are merely illustrative examples. Only.

【0022】図1は本発明の第1実施形態に係る回転軸
の曲がり監視装置の全体構成図、図2は前記曲がり監視
装置のブロック図、図3はこれの制御フローチャートで
ある。図1において、6は蒸気タービン・ガスタービン
・電動モータ・軸流圧縮機等の回転機械、6aは該回転
機械6の回転軸である。1は回転機械6の回転軸6aと
ケーシング等の固定部材との空隙を検出する空隙検出
器、2は前記回転軸6aの位相基準信号を回転軸6aの
1回転毎のパルス信号等によって発生する位相基準信号
発生器であり、該空隙検出器1からの検出信号及び相基
準信号発生器2からの位相基準信号は回線91及び92
により監視装置3に入力される。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a rotation shaft bending monitoring device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of the bending monitoring device, and FIG. 3 is a control flowchart thereof. In FIG. 1, reference numeral 6 denotes a rotating machine such as a steam turbine, a gas turbine, an electric motor, and an axial compressor, and 6a denotes a rotating shaft of the rotating machine 6. 1 is a gap detector for detecting a gap between the rotating shaft 6a of the rotating machine 6 and a fixed member such as a casing, and 2 generates a phase reference signal of the rotating shaft 6a based on a pulse signal for each rotation of the rotating shaft 6a. A phase reference signal generator, and a detection signal from the air gap detector 1 and a phase reference signal from the phase reference signal generator 2 are transmitted through lines 91 and 92.
Is input to the monitoring device 3.

【0023】該監視装置3は前記空隙検出信号及び位相
基準信号に基づき、後述するような制御演算を行ない、
前記回転軸6aの曲がり量情報及び前記回転軸6aの位
相基準信号からの回転角度即ち位相差を表わす信号に変
換された位相情報を同時に出力する。
The monitoring device 3 performs a control operation as described later based on the air gap detection signal and the phase reference signal.
It simultaneously outputs the bending amount information of the rotating shaft 6a and the phase information converted into a signal representing a rotation angle, that is, a phase difference from a phase reference signal of the rotating shaft 6a.

【0024】次に図2に基づき、前記監視装置3の構成
を説明する。31はサンプルデータ記憶部で、前記空隙
検出器1から入力された前記空隙の検出値Gを一時的に
記憶する。32は回転成分抽出部で、前記回転軸(以下
軸と略称する)6aの検出値から該軸の曲がり量成分の
みを抽出するものであり、ローパスフィルタ・バンドパ
スフィルタより成る。33はピーク検出部で、前記回転
成分抽出部32から出力される軸6aの空隙検出値G中
のピーク値のサンプルデータ中の位置を検出する。
Next, the configuration of the monitoring device 3 will be described with reference to FIG. Reference numeral 31 denotes a sample data storage unit that temporarily stores the gap detection value G input from the gap detector 1. Reference numeral 32 denotes a rotation component extraction unit for extracting only a bending amount component of the rotation axis (hereinafter abbreviated as an axis) 6a from the detection value of the rotation axis 6a, and includes a low-pass filter and a band-pass filter. Reference numeral 33 denotes a peak detection unit which detects the position in the sample data of the peak value in the gap detection value G of the shaft 6a output from the rotation component extraction unit 32.

【0025】34は偏心量演算部で、前記軸6aの空隙
のピーク対ピークの差、もしくは実効値、平均値演算に
よって軸6aの偏心量を演出するものである。38は出
力情報変換部(A)で、前記偏心量演算部34から軸6
aの偏心量をアナログ信号またはディジタル量による曲
がり量の表示形態に変換する。41はパルス信号発生部
で、前記位相基準信号発生器2から入力される位相基準
信号Kを基に、軸6aの1回転毎におけるパルス信号を
発生する。
Numeral 34 denotes an eccentricity calculating unit which produces the eccentricity of the shaft 6a by calculating the difference between the peaks of the air gap of the shaft 6a, the effective value, and the average value. Numeral 38 denotes an output information converter (A), which outputs the axis 6
The amount of eccentricity a is converted into a display form of a bending amount by an analog signal or a digital amount. A pulse signal generator 41 generates a pulse signal for each rotation of the shaft 6a based on the phase reference signal K input from the phase reference signal generator 2.

【0026】42は回転周波数変換部で、前記軸6aの
回転周期を回転周波数情報に変換する。43は位相差検
出部で、前記位相基準信号発生器2から位相基準信号K
を基に、前記空隙Gのピーク値と軸6aの基準位置との
位相差を検出する。48は出力情報変換部(B)で、前
記位相差検出部43からの位相差をアナログ信号、ある
いはディジタル量による位相情報形態に変換する。
Reference numeral 42 denotes a rotation frequency conversion unit which converts the rotation cycle of the shaft 6a into rotation frequency information. Reference numeral 43 denotes a phase difference detector, which outputs the phase reference signal K from the phase reference signal generator 2.
Is detected, the phase difference between the peak value of the gap G and the reference position of the axis 6a is detected. An output information converter (B) 48 converts the phase difference from the phase difference detector 43 into an analog signal or a phase information form based on a digital amount.

【0027】以上に示すように、本発明の第1実施形態
に係る監視装置3は、図15〜図16に示す従来技術に
対して、ピーク検出部33、位相差検出部43、及び出
力情報変換部(B)48を加えている。
As described above, the monitoring device 3 according to the first embodiment of the present invention differs from the conventional technology shown in FIGS. 15 and 16 in that the peak detector 33, the phase difference detector 43, and the output information A conversion unit (B) 48 is added.

【0028】次にかかる第1実施形態に係る軸の曲がり
監視装置の作用を説明する。図4は、前記空隙検出器1
で検出される空隙G及び位相基準信号発生器2で発生さ
れる位相基準信号Kと、時間tとの関係を示す。蒸気タ
ービン等の熱流体を用いる回転機械6における回転軸6
aの曲がりは、機械を停止した時に、熱を持っている軸
6aの上部と冷却が進んでいる下部との温度差による撓
みが、その発生の主要因であるが、この曲がりは空隙検
出器1によって軸6aとケーシング(固定部材)との空
隙Gの変化として検出される。
Next, the operation of the shaft bending monitoring apparatus according to the first embodiment will be described. FIG. 4 shows the gap detector 1.
Shows the relationship between the time t and the gap G detected by the phase reference signal K and the phase reference signal K generated by the phase reference signal generator 2. Rotary shaft 6 in rotary machine 6 using a heat fluid such as a steam turbine
The bending of a is mainly caused by the temperature difference between the upper portion of the heated shaft 6a and the lower portion where cooling is progressing when the machine is stopped, and the bending is caused by the gap detector. 1 is detected as a change in the gap G between the shaft 6a and the casing (fixing member).

【0029】かかる空隙Gの変化は、図4に示すよう
に、軸6aが1回転する時間を1周期とする振動状の波
形となる。従って、かかる波形の最大ピーク値G1 と最
小ピーク値G2 との差ΔGを算出すれば、軸6aの曲が
りによる振れ幅即ち前記ピーク値G1 対ピーク値G2
示の偏心量が得られる。図4において、この偏心量ΔG
の演算に用いるデータ選択区間は、軸6aが1回転する
期間(周期)Δtとしている。
As shown in FIG. 4, the change of the gap G is a vibration waveform having one cycle of one rotation of the shaft 6a. Therefore, if the difference ΔG between the maximum peak value G 1 and the minimum peak value G 2 of such a waveform is calculated, the swing width due to the bending of the shaft 6 a, that is, the eccentric amount of the peak value G 1 versus the peak value G 2 can be obtained. . In FIG. 4, this eccentric amount ΔG
Is a period (period) Δt during which the shaft 6a makes one rotation.

【0030】前記空隙信号は、軸6aの表面に機械的、
あるいは空隙検出器1の磁気的、電気的ノイズを含んだ
信号となるが、かかるノイズを除去するため、回転成分
抽出部32として曲がり変動周波数以上の周波数成分を
減衰させるローパスフィルタ、あるいは、軸6aの回転
周期に相当する周波数のみを通過させるバンドパスフィ
ルタを用いる。そして位相基準信号発生器2からのパル
ス間隔、つまり周期Δtを軸6aの回転周期情報として
使用し、図4に示すように偏心量ΔGと追従させること
によって軸6aの曲がり量の時間変化が得られる。
The air gap signal is mechanically applied to the surface of the shaft 6a.
Alternatively, a signal containing magnetic and electric noises of the air gap detector 1 is obtained. In order to remove such noises, a low-pass filter for attenuating a frequency component equal to or higher than the bending fluctuation frequency as the rotation component extraction unit 32, or the shaft 6a. , A band-pass filter that passes only the frequency corresponding to the rotation period is used. Then, using the pulse interval from the phase reference signal generator 2, that is, the period Δt as the rotation period information of the shaft 6a, and following the eccentric amount ΔG as shown in FIG. 4, the time change of the bending amount of the shaft 6a is obtained. Can be

【0031】尚、前記位相基準信号として、前記軸6a
の1回転の期間即ち周期Δtが利用できない場合は、1
分間等の一定時間間隔でピーク値G1 、G2 検出を行な
い、前記偏心量ΔGを算出する。また前記偏心量ΔGを
二乗平均処理に基づく実効値表示、または平均値演算結
果によることもでき、この場合は、前記と同様な一定時
間間隔での位相基準信号を用いる。
The axis 6a is used as the phase reference signal.
If the period of one rotation, ie, the period Δt, is not available, 1
The peak values G 1 and G 2 are detected at regular time intervals such as minutes, and the eccentricity ΔG is calculated. In addition, the eccentricity ΔG can be represented by an effective value based on a root-mean-square process or an average calculation result. In this case, a phase reference signal at a constant time interval similar to the above is used.

【0032】次に図2及び図3により、この第1実施形
態における監視装置3の制御演算手順を説明する。監視
装置3には、空隙検出器1から前記軸6aと固定部材と
の間の空隙Gの時間毎の検出信号が入力されるととも
に、位相基準信号発生器2から位相基準信号Kが入力さ
れる。
Next, a control calculation procedure of the monitoring device 3 in the first embodiment will be described with reference to FIGS. To the monitoring device 3, a detection signal for each time of the gap G between the shaft 6 a and the fixed member is input from the gap detector 1, and a phase reference signal K is input from the phase reference signal generator 2. .

【0033】サンプルデータ記憶部31では、パルス信
号発生部41からのパルスをデータサンプル計測の選択
区間として前記空隙Gとのサンプルデータ即ち検出値を
記憶する。即ち、前記サンプルデータ記憶部31におい
ては、パルス発生時を起点として次のパルスまでの期
間:Δtにおける空隙Gの検出データが順次記憶する
(ステップ(1)、(2))。
The sample data storage section 31 stores the sample data with the gap G, that is, the detected value, using the pulse from the pulse signal generation section 41 as a selection section for data sample measurement. That is, in the sample data storage unit 31, the detection data of the gap G in a period Δt from the time of the pulse generation to the next pulse is sequentially stored (steps (1) and (2)).

【0034】回転成分抽出部32においては、前記パル
ス信号発生部41からの軸6aの回転周期Δtを計測し
(ステップ(3))、その周期Δtの逆数から回転周波
数を求める(ステップ(4))。そして、該回転成分抽
出部32においては、前記回転周波数を折れ点周波数が
追従変化するローパスフィルタあるいは中心周波数が追
従変化するバンドパスフィルタを通して軸6aの回転周
波数のみ、つまり前記のようなノイズを除いて、軸6a
が1回転する毎に変化する軸6aの曲がり量情報のみを
取り出す(ステップ(5))。
The rotation component extraction unit 32 measures the rotation period Δt of the shaft 6a from the pulse signal generation unit 41 (step (3)), and determines the rotation frequency from the reciprocal of the period Δt (step (4)). ). Then, the rotation component extraction unit 32 removes only the rotation frequency of the shaft 6a, that is, the above noise by passing the rotation frequency through a low-pass filter or a band-pass filter whose center frequency changes. And the shaft 6a
Only the bending amount information of the shaft 6a, which changes each time is rotated, is extracted (step (5)).

【0035】ピーク検出部33では、前記空隙Gの上限
ピークG1 または下限ピークG2 の何れかを検出し、か
つ前記検出されたピーク値の軸6aの1回転周期分に相
当する空隙データサンプル選択区間中での位置を検出す
る(ステップ(6))。偏心量演算部34では、1回転
1周期分に相当する前記空隙Gの検出値から上限ピーク
値G1 と下限ピーク値G2 とを検出し、この両ピーク値
の差ΔG=G1−G2 を算出してピーク対ピークの偏心
量(つまり上記ΔG)を得る(ステップ(7))。ある
いは、上記上限ピーク値G1 と下限ピーク値G2 との単
純平均を求めて、平均値偏心量としてもよい。出力情報
変換部(A)38では、前記偏心量ΔGをアナログ信号
またはディジタル量による曲がり量情報表示形態に変換
して出力をする(ステップ(8))。
The peak detector 33 detects either the upper limit peak G 1 or the lower limit peak G 2 of the gap G, and obtains a gap data sample corresponding to one rotation cycle of the axis 6 a of the detected peak value. The position in the selected section is detected (step (6)). In eccentricity calculating unit 34, one revolution 1 corresponding to periods wherein detecting the upper peak value G 1 from the detection value of the air gap G and the lower peak value G 2, differences .DELTA.G = G 1 -G of both peak values 2 is calculated to obtain the peak-to-peak eccentricity (that is, ΔG) (step (7)). Alternatively, seeking simple average between the upper peak value G 1 and the lower peak value G 2, or an averaged value eccentricity. The output information conversion unit (A) 38 converts the eccentricity ΔG into a bending amount information display form based on an analog signal or a digital amount and outputs it (step (8)).

【0036】一方、位相差検出部43では、前記ピーク
検出部33にて検出された空隙Gのピーク値(G1 ある
いはG2 )の位置と、前記パルス信号発生部41からの
1回転当り1パルスの発生周期とにより、パルス発生か
ら前記空隙Gのピーク値までの時間差Tdを次の数式
(1)によって求める(ステップ(9))。 Td=[(空隙のピーク値のサンプル選択期間中の位置)/(総サンプルデ ータ数)]× 1回転の周期(発生周期) …(1) さらに前記位相差検出部43では次の数式(2)式によ
り、前記ピーク値の位相差(角度)Фを算出する(ステ
ップ(10))。 Ф=ω×Td …(2) ここでωは軸6aの回転角速度である。出力情報変換部
(B)48では、前記数式(2)で算出された位相差Ф
をアナログ信号あるいはディジタル量による位相情報表
示形態に変換して出力する(ステップ(11))。
On the other hand, in the phase difference detecting section 43, the position of the peak value (G 1 or G 2 ) of the gap G detected by the peak detecting section 33 and one per rotation from the pulse signal generating section 41. The time difference Td from the pulse generation to the peak value of the gap G is obtained by the following equation (1) based on the pulse generation cycle (step (9)). Td = [(position of peak value of gap during sample selection period) / (total number of sample data)] × period of one rotation (generation period) (1) The phase difference (angle) Ф of the peak value is calculated by the equation (2) (step (10)). Ф = ω × Td (2) where ω is the rotational angular velocity of the shaft 6a. In the output information converter (B) 48, the phase difference Ф calculated by the equation (2) is used.
Is converted into an analog signal or a phase information display form based on a digital amount and output (step (11)).

【0037】図5は本発明の第2実施形態に係る回転軸
の曲がり監視装置のブロック図、図6はこれの制御フロ
ーチャートである。この実施形態は、前記第1実施形態
とは位相差検出部43及び出力情報返還部47の機能が
異なり、X−Y変換演算部46を加設している。即ち位
相差検出部43は前記パルス信号発生部41からの1回
転当り1パルスの発生時点と、前記空隙Gが正弦波形
(あるいは余弦波形)のピークに達する時点との時間差
を位相差として検出する。
FIG. 5 is a block diagram of a rotation shaft bending monitoring apparatus according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a control flowchart thereof. This embodiment differs from the first embodiment in the functions of the phase difference detection unit 43 and the output information return unit 47, and additionally includes an XY conversion operation unit 46. That is, the phase difference detector 43 detects a time difference between a point in time when one pulse is generated per rotation from the pulse signal generator 41 and a point in time when the gap G reaches a peak of a sine waveform (or a cosine waveform) as a phase difference. .

【0038】46はX−Y変換演算部で、前記偏心量演
算部34にて算出された偏心量と前記位相差検出部43
にて検出された位相差とをX軸及びY軸の各座標値(極
座標)に次の数式(3)、(4)によって変換する。 x=Acosφ …(3) y=Asinφ …(4) ここでAは偏心量の振幅、φは位相差である。47は出
力情報変換部で、前記偏心量と位相差のx、y座標値を
アナログ信号あるいはディジタル量の表示形態に変換す
る。
Reference numeral 46 denotes an XY conversion operation unit which detects the eccentricity calculated by the eccentricity operation unit 34 and the phase difference detection unit 43.
Is converted into the X-axis and Y-axis coordinate values (polar coordinates) by the following equations (3) and (4). x = Acosφ (3) y = Asinφ (4) where A is the amplitude of the eccentricity and φ is the phase difference. An output information converter 47 converts the eccentricity and the x and y coordinate values of the phase difference into a display form of an analog signal or a digital quantity.

【0039】次にかかる第2実施形態に係る軸の曲がり
監視の作用を説明する。図7はこの実施形態における空
隙G、位相基準信号K及び前記空隙Gに基づく軸6aの
偏心量aの時間tとの関係を示し、また図8は前記偏心
量のベクトル線図を示す。この実施形態においては、軸
6aと固定部材との空隙Gの変化からノイズを除去し
て、偏心量の波形を正弦波として、極座標で表わしてい
る。
Next, the operation of monitoring the bending of the shaft according to the second embodiment will be described. FIG. 7 shows the relationship between the gap G, the phase reference signal K, and the amount of eccentricity a of the shaft 6a based on the gap G in this embodiment, and FIG. 8 shows a vector diagram of the amount of eccentricity. In this embodiment, noise is removed from the change in the gap G between the shaft 6a and the fixed member, and the waveform of the amount of eccentricity is represented by a sine wave in polar coordinates.

【0040】即ち、図7に示すように、前記偏心量の振
幅をA、位相基準信号からの位相差をφとすれば、偏心
量aと時間tの関係は数式(5)で表わされる。 a=Asin{ω(t−Td)+π/2} …(5) ここではTdは前記最大振幅(ピーク値)Aの時点と軸
の位相基準信号発生器2からの位相基準信号との時間
差、ωは軸6aの回転角速度である。また、位相基準信
号パルス発生時点で偏心量aが正(プラス)側のピーク
に達する波形は、数式(6)となる。 a=Asin{ωt+π/2} …(6) 従って、位相基準信号からの時間差Tdだけ遅れた前記
数式(5)の波形は数式(6)から位相差φ=ω・Td
だけずれた波形と同一となる。
That is, as shown in FIG. 7, if the amplitude of the eccentricity is A and the phase difference from the phase reference signal is φ, the relationship between the eccentricity a and the time t is expressed by equation (5). a = Asin {ω (t−Td) + π / 2} (5) where Td is the time difference between the point of the maximum amplitude (peak value) A and the phase reference signal from the axis phase reference signal generator 2; ω is the rotational angular velocity of the shaft 6a. The waveform in which the amount of eccentricity a reaches the positive (plus) side peak when the phase reference signal pulse is generated is represented by Expression (6). a = Asin {ωt + π / 2} (6) Therefore, the waveform of the above equation (5) delayed by the time difference Td from the phase reference signal is obtained from the equation (6) by the phase difference φ = ω · Td.
The waveform is the same as the waveform shifted by only

【0041】このことから時間差Tdと対応する位相差
φ、つまり前記偏心量aのピーク値の軸6aの位相基準
からの位相差が求まる。また、前記偏心量aは図8に示
すように極座標上のベクトル表示とすることもできる。
即ち、前記偏心量は、X−Y座標レコーダでベクトル記
録を可能とするように、前記数式(3)、(4)による
X−Y座標変換を行なって出力する。 x=Acosφ …(3) y=Asinφ …(4)
From this, the phase difference φ corresponding to the time difference Td, that is, the phase difference of the peak value of the eccentricity a from the phase reference of the axis 6a is obtained. Further, the eccentricity a may be represented by a vector on polar coordinates as shown in FIG.
That is, the amount of eccentricity is output by performing XY coordinate conversion by the above equations (3) and (4) so that vector recording can be performed by the XY coordinate recorder. x = Acosφ (3) y = Asinφ (4)

【0042】次に図5〜図6を参照してこの第2実施形
態における監視装置3での制御演算手順につき説明す
る。前記第1実施形態と同一の演算プロセスで以って、
ピーク対ピークの偏心量ΔGを算出する(ステップ
(7))とともに、ピーク値の位相差Фを算出する(ス
テップ(10))。
Next, a control calculation procedure in the monitoring device 3 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. With the same operation process as the first embodiment,
The peak-to-peak eccentricity ΔG is calculated (step (7)), and the phase difference の of the peak value is calculated (step (10)).

【0043】前記偏心量ΔG及びピーク値の位相差Фは
X―Y変換演算部46に入力される。該X―Y変換演算
部46では、前記偏心量ΔG及び位相差ФをX軸とY軸
との座標値に変換する。即ち、前記偏心量及び位相差
を、偏心量の振幅をA、該振幅Aの位相差をφとする前
記数式(3)、(4)のベクトル表示のように、X―Y
座標変換を行なう(ステップ(11))。 x=Acosφ …(3) y=Asinφ …(4) 出力情報変換部47では、前記極座標表示x、yをアナ
ログ信号あるいはディジタル量によるx、y各座標値の
表示形態に変換する(ステップ(12))。
The eccentricity ΔG and the phase difference ピ ー ク between the peak values are input to an XY conversion operation unit 46. The XY conversion operation unit 46 converts the eccentricity ΔG and the phase difference に into coordinate values of the X axis and the Y axis. That is, the eccentricity and the phase difference are expressed by XY as shown in the vector expressions of the above-mentioned equations (3) and (4), where A is the amplitude of the eccentricity and φ is the phase difference of the amplitude A.
A coordinate transformation is performed (step (11)). x = Acosφ (3) y = Asinφ (4) The output information conversion unit 47 converts the polar coordinate display x, y into a display form of x, y coordinate values based on an analog signal or a digital amount (step (12)). )).

【0044】図9は本発明の第3実施形態に係る軸の曲
がり監視装置の制御ブロック図である。この実施形態で
は図2〜図4に示す第1実施形態におけるピーク検出部
33、位相差検出部43に代えて次の要素を加設してい
る。35は空隙値目盛変換部で、前記回転成分抽出部3
2で抽出された軸6aの曲がり成分(空隙計測値)から
空隙検出器1の取付位置による補正を行ない表示基準と
なる空隙値目盛に変換するものである。44は位相差信
号発生部で、前記パルス信号発生部41からの軸6aの
1回転当りのパルス数に基づき位相情報表示用の位相差
信号を発生するものである。
FIG. 9 is a control block diagram of a shaft bending monitoring apparatus according to a third embodiment of the present invention. In this embodiment, the following elements are added in place of the peak detector 33 and the phase difference detector 43 in the first embodiment shown in FIGS. Reference numeral 35 denotes a gap value scale conversion unit, and the rotation component extraction unit 3
The correction is performed based on the bending component (gap measurement value) of the shaft 6a extracted in step 2 based on the mounting position of the gap detector 1, and converted into a gap value scale serving as a display reference. A phase difference signal generator 44 generates a phase difference signal for displaying phase information based on the number of pulses per rotation of the shaft 6a from the pulse signal generator 41.

【0045】次に、図9及び図11に基づきかかる第3
実施形態に係る軸の曲がり監視装置の作用を説明する。
この実施形態では、軸6aの曲がり量を空隙検出器1か
らの空隙の検出信号に基づき、軸6aの曲がり量の時間
的な変化を直接観測可能としている。即ち、図11に示
すように、位相基準信号発生器2からの位相基準信号K
のパルス間隔を軸6aの回転周期とし、パルス間を連続
的に位相が変化するようにした位相基準点からの位相差
信号βを発生させる。そしてこの位相差信号βを、同時
に出力されている軸6aの曲がり量を表わす空隙検出信
号Gと対応させて、軸6aの各回転角位置での空隙値即
ち軸の曲がり量を検知する。
Next, based on FIG. 9 and FIG.
The operation of the shaft bending monitoring device according to the embodiment will be described.
In this embodiment, the time change of the bending amount of the shaft 6a can be directly observed based on the air gap detection signal from the air gap detector 1 based on the bending amount of the shaft 6a. That is, as shown in FIG. 11, the phase reference signal K from the phase reference signal generator 2 is
Is set as the rotation cycle of the shaft 6a, and a phase difference signal β from a phase reference point in which the phase changes continuously between pulses is generated. Then, the phase difference signal β is made to correspond to the gap detection signal G indicating the amount of bending of the shaft 6a which is simultaneously output, and the gap value at each rotation angle position of the shaft 6a, that is, the amount of bending of the shaft, is detected.

【0046】次に図9及び図10に基づき、本発明の第
3実施形態における監視装置3の制御・演算手順を説明
する。前記第1実施形態と同一の演算プロセスで以っ
て、回転成分抽出部32において軸6aの曲がり成分
(空隙検出値G)を抽出する(ステップ(5))。この
空隙検出値Gの曲がり成分は空隙値目盛変換部35に入
力される。
Next, a control / calculation procedure of the monitoring device 3 according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. With the same calculation process as in the first embodiment, the rotation component extraction unit 32 extracts the bending component (gap detection value G) of the shaft 6a (step (5)). The bending component of the gap detection value G is input to the gap value scale conversion unit 35.

【0047】空隙値目盛変換部35では、前記空隙検出
器1の取付位置と曲がり量の表示基準位置とのオフセッ
ト補正演算を行ない、別の場所に空隙検出器1を取り付
けて計測を行なった場合と同レベルで比較可能な表示値
とする(ステップ(13))。即ち、[空隙表示値=空
隙計測値―空隙検出器1の取付位置オフセット量]とな
る。
The gap value scale conversion unit 35 performs an offset correction calculation between the mounting position of the gap detector 1 and the display reference position of the amount of bending, and performs measurement by mounting the gap detector 1 at another location. A display value that can be compared at the same level as (step (13)). That is, [gap display value = gap measurement value−mounting position offset amount of gap detector 1].

【0048】一方、前記第1実施形態と同様なパルス信
号発生部41からの軸6aの1回転当たりのパルス数信
号は位相差信号発生部44に入力される。出力情報変換
部(A)38では、前記補正を行なった空隙値をアナロ
グ信号またはディジタル量による曲がり量表示形態に変
換して出力する(ステップ(14))。
On the other hand, the pulse number signal per one rotation of the shaft 6a from the pulse signal generation unit 41 similar to the first embodiment is input to the phase difference signal generation unit 44. The output information conversion section (A) 38 converts the corrected air gap value into a bending amount display form based on an analog signal or a digital amount and outputs it (step (14)).

【0049】一方、位相差信号発生部44では、前記パ
ルス数信号に基づき、次の数式(5)より図11に示す
ような鋸歯状の位相差信号βを発生する(ステップ(1
5))。 β=B×(1/回転周期)・t …(5) ここでBは最大位相差である。出力情報変換部(B)4
8では、前記位相差信号をアナログ信号またはディジタ
ル量よる位相差信号に変換して出力する(ステップ(1
6))。
On the other hand, the phase difference signal generator 44 generates a sawtooth phase difference signal β as shown in FIG. 11 from the following equation (5) based on the pulse number signal (step (1)
5)). β = B × (1 / rotation cycle) · t (5) where B is the maximum phase difference. Output information converter (B) 4
In step 8, the phase difference signal is converted into an analog signal or a phase difference signal based on a digital amount and output (step (1)
6)).

【0050】本発明の第4実施形態を図12〜図14に
基づき説明する。図12は第4実施形態の制御ブロック
図、図13は制御演算フローチャート、図14は作用説
明のための線図である。この実施形態においては、前記
第3実施形態の空隙処理系に信号波形合成部36を加設
し、位相処理系に合成用マーカ信号発生部45を加設し
て、該マーカ信号発生部45の出力を前記信号波形合成
部36に入力している。
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 12 is a control block diagram of the fourth embodiment, FIG. 13 is a control calculation flowchart, and FIG. 14 is a diagram for explaining the operation. In this embodiment, a signal waveform synthesizer 36 is added to the gap processing system of the third embodiment, and a marker signal generator 45 for synthesis is added to the phase processing system. The output is input to the signal waveform synthesizer 36.

【0051】即ち、図12に示す制御ブロック図におい
て、36は信号波形合成部で、前記第3実施形態におけ
る空隙値目盛変換部35からの空隙表示信号に後述する
合成用マーカ信号発生部45からのマーカ信号を合成す
るものである。45は合成用マーカ信号発生部で、前記
パルス信号発生部41からの軸6aの1回転当りのパル
ス信号に基づき、信号合成用のマーカ信号を発生する。
That is, in the control block diagram shown in FIG. 12, reference numeral 36 denotes a signal waveform synthesizing unit. The signal waveform synthesizing unit 45, which will be described later, adds a gap indication signal from the gap value scale conversion unit 35 in the third embodiment to a gap indication signal. Are synthesized. Numeral 45 denotes a marker signal generator for synthesis, which generates a marker signal for signal synthesis based on the pulse signal per rotation of the shaft 6a from the pulse signal generator 41.

【0052】次に図12及び図14に基づき、前記第4
実施形態における曲がり量監視装置の作用を説明する。
空隙検出器1からの空隙Gの検出信号をペンレコーダに
記録すると、図14の空隙表示信号と時間tとの関係に
示すように、曲がり量の記録の上に位相基準点bがマー
クされることとなる。かかる位相基準点を盛り込んだ空
隙表示合成信号は、位相基準信号発生器2でパルスが発
生した瞬間だけ、曲がり値信号(空隙信号)の値をゼロ
値の下限に落とし、あるいは上限に振り切らせる方法
(図14のb部)によってつくる。
Next, based on FIG. 12 and FIG.
The operation of the bending amount monitoring device according to the embodiment will be described.
When the detection signal of the gap G from the gap detector 1 is recorded on the pen recorder, as shown in the relationship between the gap indication signal and the time t in FIG. 14, the phase reference point b is marked on the recording of the bending amount. It will be. The air gap indication combined signal including such a phase reference point is a method in which the value of the bending value signal (air gap signal) is reduced to the lower limit of the zero value or is shifted to the upper limit only at the moment when the pulse is generated by the phase reference signal generator 2. (Part b in FIG. 14).

【0053】次に図12〜図13に基づき、本発明の第
4実施形態における監視装置3の制御・演算手順を説明
する。前記第3実施形態と同一の演算プロセスで目盛り
補正された空隙値(ステップ(13))は信号波形合成
部36に入力される。一方、合成用マーカ信号発生部4
5においては、前記パルス信号発生部41からのパルス
発生の位置をマーカとする。
Next, a control / calculation procedure of the monitoring device 3 according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The air gap value (step (13)) whose scale has been corrected by the same calculation process as in the third embodiment is input to the signal waveform synthesizing unit 36. On the other hand, the marker signal generator for synthesis 4
In 5, the position of the pulse generation from the pulse signal generator 41 is used as a marker.

【0054】即ち、図14にbで示すように、空隙表示
信号の値をゼロの下限値に落とすような負の大きな信
号、あるいはこれと逆に上限に振り切らせる正の大きな
信号をマーカ信号として発生する(ステップ(1
4))。
That is, as shown by b in FIG. 14, a marker signal is a large negative signal which reduces the value of the air gap display signal to the lower limit of zero, or a large positive signal which is deviated to the upper limit. Occurs (step (1
4)).

【0055】そして前記信号波形合成部36において
は、前記目盛り補正された空隙値の波形上に、前記合成
用マーカ信号発生部45からのマーカ信号(図14の
b)を合成し、図14のような空隙表示信号をつくる
(ステップ(15))。そして、出力情報変換部38で
は、前記空隙表示信号をアナログ信号あるいはディジタ
ル量による曲がり量を表示に変換する。
The signal waveform synthesizing section 36 synthesizes the marker signal (b in FIG. 14) from the synthesizing marker signal generating section 45 on the scale-corrected air gap value waveform. Such an air gap display signal is created (step (15)). Then, the output information converter 38 converts the air gap display signal into an analog signal or a digital amount indicating the amount of bending.

【0056】[0056]

【発明の効果】以上記載のごとく本発明によれば、格別
の計器の設置を要することなく回転軸の曲がり量を位相
及び時間との関連において正しく表示することができ
る。これによって軸の曲がりに起因する不具合の発生を
各別の計測機器を用いることなく防止することが可能と
なり、回転機械の安全性・耐久性を維持することができ
る。
As described above, according to the present invention, the amount of bending of the rotating shaft can be correctly displayed in relation to the phase and time without requiring any special instrument. As a result, it is possible to prevent the occurrence of troubles due to the bending of the shaft without using separate measuring devices, and to maintain the safety and durability of the rotating machine.

【0057】また特に請求項4の発明によれば、直接に
曲がり量の情報と位相の情報とを得ることができるの
で、緊急な対策を支障なくなすことができる。
According to the fourth aspect of the present invention, since the information on the amount of bending and the information on the phase can be obtained directly, an urgent countermeasure can be made without any trouble.

【0058】さらに、請求項5のように構成すれば、空
隙と位相とを1つの表示形態で表示でき、従来の記録計
器を増設することなく軸の曲がりと位相を同時に表示す
ることができる。
Further, according to the fifth aspect, the air gap and the phase can be displayed in one display form, and the bending of the shaft and the phase can be simultaneously displayed without adding a conventional recording instrument.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の実施形態に係る回転機械の曲がり監
視装置の全体構成図である。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a bending monitoring device for a rotating machine according to an embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の第1実施形態に係る回転軸の曲がり
監視装置の制御ブロック図である。
FIG. 2 is a control block diagram of the rotation shaft bending monitoring device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 上記第1実施形態における監視装置の制御フ
ローチャートである。
FIG. 3 is a control flowchart of the monitoring device according to the first embodiment.

【図4】 上記第1実施形態における作用説明用線図で
ある。
FIG. 4 is a diagram illustrating an operation in the first embodiment.

【図5】 本発明の第2実施形態に係る回転軸の曲がり
監視装置の制御ブロック図である。
FIG. 5 is a control block diagram of a rotation shaft bending monitoring device according to a second embodiment of the present invention.

【図6】 上記第2実施形態における監視装置の制御フ
ローチャートである。
FIG. 6 is a control flowchart of a monitoring device according to the second embodiment.

【図7】 上記第2実施形態における作用説明用線図
(その1)である。
FIG. 7 is a diagram (part 1) for explaining operation in the second embodiment.

【図8】 上記第2実施形態における作用説明用線図
(その2)である。
FIG. 8 is a diagram (part 2) for explaining the operation in the second embodiment.

【図9】 本発明の第3実施形態に係る回転軸の曲がり
監視装置の制御ブロック図である。
FIG. 9 is a control block diagram of a rotation shaft bending monitoring device according to a third embodiment of the present invention.

【図10】 上記第2実施形態における監視装置の制御
フローチャートである。
FIG. 10 is a control flowchart of a monitoring device according to the second embodiment.

【図11】 上記第2実施形態における作用説明用線図
である。
FIG. 11 is a diagram for explaining the operation in the second embodiment.

【図12】 本発明の第4実施形態に係る回転の曲がり
監視装置の制御ブロック図である。
FIG. 12 is a control block diagram of a rotation bending monitoring device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図13】 上記第4実施形態における監視装置のフロ
ーチャートである。
FIG. 13 is a flowchart of the monitoring device according to the fourth embodiment.

【図14】 上記第4実施形態における作用説明用線図
である。
FIG. 14 is a diagram for explaining the operation in the fourth embodiment.

【図15】 従来技術を示す図2相当図である。FIG. 15 is a diagram corresponding to FIG. 2 showing a conventional technique.

【図16】 従来技術を示す図3相当図である。FIG. 16 is a diagram corresponding to FIG. 3 showing a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 空隙検出器 2 位相基準信号検出器 3 監視装置 6 回転機械 6a 回転軸 31 サンプルデータ記憶部 32 回転成分抽出部 33 ピーク検出部 34 偏心量検出部 35 空隙値目盛変換部 36 信号波形合成部 38 出力情報変換部(A) 41 パルス信号発生部 42 回転周波数変換部 43 位相差検出部 44 位相差信号発生部 45 合成用マーカ信号発生部 46 X−Y変換演算部 47 出力情報変換部 48 出力情報変換部(B) REFERENCE SIGNS LIST 1 air gap detector 2 phase reference signal detector 3 monitoring device 6 rotating machine 6 a rotation axis 31 sample data storage unit 32 rotation component extraction unit 33 peak detection unit 34 eccentricity detection unit 35 air gap value scale conversion unit 36 signal waveform synthesis unit 38 Output information conversion unit (A) 41 Pulse signal generation unit 42 Rotation frequency conversion unit 43 Phase difference detection unit 44 Phase difference signal generation unit 45 Marker signal generation unit for synthesis 46 XY conversion operation unit 47 Output information conversion unit 48 Output information Conversion unit (B)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F069 AA21 BB08 BB40 DD22 GG04 GG06 HH15 HH30 JJ17 JJ25 NN03 NN04 NN09 NN26 QQ05 QQ12 2G024 AD02 BA11 CA05 CA06 CA08 DA09 FA11  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2F069 AA21 BB08 BB40 DD22 GG04 GG06 HH15 HH30 JJ17 JJ25 NN03 NN04 NN09 NN26 QQ05 QQ12 2G024 AD02 BA11 CA05 CA06 CA08 DA09 FA11

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 回転軸と固定部材との空隙を検出する空
隙検出器と、 前記回転軸の位相基準信号に基づき位相を算出する位相
演算手段と、 前記空隙の検出値から前記回転軸の曲がり量を算出する
曲がり量演算手段と、 前記曲がり量と位相とを同時に表示させる出力手段とを
備えたことを特徴とする回転軸の曲がり監視装置。
A gap detector for detecting a gap between a rotating shaft and a fixed member; a phase calculating means for calculating a phase based on a phase reference signal of the rotating shaft; a bending of the rotating shaft from a detected value of the gap. A bending monitoring device for a rotating shaft, comprising: a bending amount calculating means for calculating an amount; and an output means for simultaneously displaying the bending amount and the phase.
【請求項2】 前記曲がり量演算手段が、前記空隙の回
転軸の1回転毎の最大ピーク値と最小ピーク値との差、
もしくは実効値、平均値により回転軸の偏心量を算出す
るように構成され、 前記位相演算手段が、前記位相基準信号から位相差を算
出するように構成させてなる請求項1記載の回転軸の曲
がり監視装置。
2. The method according to claim 1, wherein the bending amount calculating unit calculates a difference between a maximum peak value and a minimum peak value for each rotation of the rotation axis of the gap,
Alternatively, the eccentricity of the rotating shaft is calculated from an effective value and an average value, and the phase calculating means is configured to calculate a phase difference from the phase reference signal. Bend monitoring device.
【請求項3】 前記曲がり量演算手段が前記空隙から偏
心量を極座標として算出するように構成されてなる請求
項1記載の回転軸の曲がり監視装置。
3. The bending monitoring apparatus according to claim 1, wherein said bending amount calculating means is configured to calculate an eccentric amount from said gap as polar coordinates.
【請求項4】 前記出力手段が、前記回転軸の曲がり量
を前記空隙の検出値で表示させるとともに、前記位相の
表示を前記位相基準信号に基づき算出した位相差で表示
させるように構成されてなる請求項1記載の回転軸の曲
がり監視装置。
4. The output means is configured to display the amount of bending of the rotating shaft as a detected value of the gap, and to display the phase with a phase difference calculated based on the phase reference signal. The bending monitoring device for a rotating shaft according to claim 1.
【請求項5】 前記出力手段が、前記空隙の検出値に前
記位相基準信号を重畳させて前記曲がり量と位相とを1
つの表示形態で表示するように構成されてなる請求項1
記載の回転軸の曲がり監視装置。
5. The output means superimposes the phase reference signal on the detected value of the gap to determine the bending amount and the phase by one.
2. The display according to claim 1, wherein the display is configured to be displayed in one of two display forms.
A device for monitoring bending of a rotating shaft according to the above description.
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JP2002131037A (en) * 2000-10-26 2002-05-09 Citizen Watch Co Ltd Measuring device
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