JPH0726901A - 翼振動の計測方法 - Google Patents
翼振動の計測方法Info
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- JPH0726901A JPH0726901A JP5191688A JP19168893A JPH0726901A JP H0726901 A JPH0726901 A JP H0726901A JP 5191688 A JP5191688 A JP 5191688A JP 19168893 A JP19168893 A JP 19168893A JP H0726901 A JPH0726901 A JP H0726901A
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Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 長期間の連続計測が可能でかつ計測精度も高
い翼振動の計測方法を提供する。 【構成】 各シュラウド6に微小な孔をあけてマグネッ
ト7を埋込む。マグネット7はシュラウド6の上面から
数ミリ程度突出させる。シュラウド6の外周側に複数の
電磁ピックアップ5を非接触状態で設置し、マグネット
7の電磁力を検出する。動翼に振動がない時は電磁ピッ
クアップ5を通過するマグネット7の間隔にズレはな
い。しかし、振動がある時はその間隔にズレが生じるの
で、このズレを解析すればマグネットと一体で振動する
動翼の振動を検出することができる。
い翼振動の計測方法を提供する。 【構成】 各シュラウド6に微小な孔をあけてマグネッ
ト7を埋込む。マグネット7はシュラウド6の上面から
数ミリ程度突出させる。シュラウド6の外周側に複数の
電磁ピックアップ5を非接触状態で設置し、マグネット
7の電磁力を検出する。動翼に振動がない時は電磁ピッ
クアップ5を通過するマグネット7の間隔にズレはな
い。しかし、振動がある時はその間隔にズレが生じるの
で、このズレを解析すればマグネットと一体で振動する
動翼の振動を検出することができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、タービン等の回転機械
に適用される翼振動の計測方法に関するものである。
に適用される翼振動の計測方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の回転機械における翼振動、たとえ
ばタービン等の動翼の振動を計測する方法には、図8に
示すように、羽根1に貼付したストレンゲージ2の出力
をスリップリング装置3を利用して静止側へ伝達するも
のがある。なお、図8において、符号4はリード線を示
している。あるいは、上述したスリップリング装置3に
かえてFMテレメータ装置を利用したものもある。
ばタービン等の動翼の振動を計測する方法には、図8に
示すように、羽根1に貼付したストレンゲージ2の出力
をスリップリング装置3を利用して静止側へ伝達するも
のがある。なお、図8において、符号4はリード線を示
している。あるいは、上述したスリップリング装置3に
かえてFMテレメータ装置を利用したものもある。
【0003】また、翼振動の他の計測方法としては、光
又は電磁力等を利用して動翼の振動を静止側から非接触
で計測するものがある。図9は電磁力を利用する電磁ピ
ックアップ5の要部断面を示したもので、ヨーク5a、
コイル5b及び磁石5c等より構成されている。なお、
図10は電磁ピックアップ5を用いた計測システムを示
している。
又は電磁力等を利用して動翼の振動を静止側から非接触
で計測するものがある。図9は電磁力を利用する電磁ピ
ックアップ5の要部断面を示したもので、ヨーク5a、
コイル5b及び磁石5c等より構成されている。なお、
図10は電磁ピックアップ5を用いた計測システムを示
している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来の翼振動
の計測方法のうち、羽根1にストレンゲージ2を貼付
し、FMテレメータ装置あるいはスリップリング装置を
利用する方法には、バッテリー、ブラシ等が磨耗するこ
とにより長時間の計測ができないこと、リード線4を導
くために動翼、ロータの加工が必要であること、計測点
数が限定され全部の翼が計測できないこと、装置を保護
するための冷却が必要であること等の欠点がある。
の計測方法のうち、羽根1にストレンゲージ2を貼付
し、FMテレメータ装置あるいはスリップリング装置を
利用する方法には、バッテリー、ブラシ等が磨耗するこ
とにより長時間の計測ができないこと、リード線4を導
くために動翼、ロータの加工が必要であること、計測点
数が限定され全部の翼が計測できないこと、装置を保護
するための冷却が必要であること等の欠点がある。
【0005】一方、光を利用する非接触の方法には、レ
ンズの磨耗あるいは汚れ等で長期の計測ができない等の
欠点がある。また、電磁力を利用する非接触の方法で
は、計測精度は電磁ピックアップと被計測物(動翼)と
の距離の二乗に逆比例するが、両者の接触による動翼折
損の危険性があるためその距離を近づけるには限界があ
り、結局、計測精度が悪いといった欠点がある。
ンズの磨耗あるいは汚れ等で長期の計測ができない等の
欠点がある。また、電磁力を利用する非接触の方法で
は、計測精度は電磁ピックアップと被計測物(動翼)と
の距離の二乗に逆比例するが、両者の接触による動翼折
損の危険性があるためその距離を近づけるには限界があ
り、結局、計測精度が悪いといった欠点がある。
【0006】本発明は、このような欠点を除去すること
を目的としている。
を目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題を
解決するもので、タービン等の回転機械において、回転
する動翼の振動を、動翼先端部のシュラウドに埋め込ん
だマグネットを利用して電磁的に検出することを特徴と
する翼振動の計測方法である。
解決するもので、タービン等の回転機械において、回転
する動翼の振動を、動翼先端部のシュラウドに埋め込ん
だマグネットを利用して電磁的に検出することを特徴と
する翼振動の計測方法である。
【0008】
【作用】前述の手段によれば、回転機械の動翼を直接計
測するのではなく、シュラウドの先端から突き出た鉄よ
り磁性の強いマグネットの振動を検出するので、電磁力
の検出感度が増して計測精度を大幅に向上させることが
できる。
測するのではなく、シュラウドの先端から突き出た鉄よ
り磁性の強いマグネットの振動を検出するので、電磁力
の検出感度が増して計測精度を大幅に向上させることが
できる。
【0009】
【実施例】本発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。
る。
【0010】図1ないし図3は第1実施例を示したもの
で、図1は回転機械の翼関係図の一部、図2はマグネッ
トを埋込んだシュラウドの平面図、図3は図2の断片的
な側面図である。この実施例では、羽根1の先端に位置
するシュラウド6に微小な孔をあけてマグネット7を埋
込んである。このマグネット7は針状又はネジ状とし、
シュラウド6の下面(回転軸中心側)から上方に差込ん
で上面(外周面)から数ミリ程度突出させる。
で、図1は回転機械の翼関係図の一部、図2はマグネッ
トを埋込んだシュラウドの平面図、図3は図2の断片的
な側面図である。この実施例では、羽根1の先端に位置
するシュラウド6に微小な孔をあけてマグネット7を埋
込んである。このマグネット7は針状又はネジ状とし、
シュラウド6の下面(回転軸中心側)から上方に差込ん
で上面(外周面)から数ミリ程度突出させる。
【0011】上述したように各シュラウド6にマグネッ
ト7が埋込まれた回転機械は、マグネット7の電磁力を
利用することにより、非接触で長期的な翼振動の計測が
可能となる。すなわち、シュラウド6の外周側に電磁ピ
ックアップ5を設置しておくことにより、動翼と一体に
振動する鉄より磁性の強いマグネット7の電磁力を感知
し、順次通過するマグネット(電磁力)の間隔のズレを
解析することによって翼振動を検出するのである。これ
を図4及び図5に基づいて説明する。図4は動翼と電磁
ピックアップとの相対的関係を示したもので、回転方向
からB1,B2,B3・・・の順で動翼が並び、その外
周(実際の位置関係は図1参照)には電磁ピックアップ
5が回転方向へ向けて#1,#2,#3の順に並べられ
ている。動翼が一定の周速Uで白抜矢印の方向へ回転す
ると、動翼B1のマグネットは#1,#2,#3の順に
電磁ピックアップ6の下を通過し、各電磁ピックアップ
がその磁力を検出する。
ト7が埋込まれた回転機械は、マグネット7の電磁力を
利用することにより、非接触で長期的な翼振動の計測が
可能となる。すなわち、シュラウド6の外周側に電磁ピ
ックアップ5を設置しておくことにより、動翼と一体に
振動する鉄より磁性の強いマグネット7の電磁力を感知
し、順次通過するマグネット(電磁力)の間隔のズレを
解析することによって翼振動を検出するのである。これ
を図4及び図5に基づいて説明する。図4は動翼と電磁
ピックアップとの相対的関係を示したもので、回転方向
からB1,B2,B3・・・の順で動翼が並び、その外
周(実際の位置関係は図1参照)には電磁ピックアップ
5が回転方向へ向けて#1,#2,#3の順に並べられ
ている。動翼が一定の周速Uで白抜矢印の方向へ回転す
ると、動翼B1のマグネットは#1,#2,#3の順に
電磁ピックアップ6の下を通過し、各電磁ピックアップ
がその磁力を検出する。
【0012】図5(A)は動翼B1が振動しない状態で
回転している時の各電磁ピックアップの応答を示したも
のである。このような場合にはマグネット1が通過する
間隔にズレはなく、従って#1(#2)が検出した電磁
力のピークから#2(#3)が検出した電磁力のピーク
までの時間t1(t2)は一定になる。なおy1,y2
を電磁ピックアップのピッチ、Uを周速とすれば、時間
t1,t2は各々次のような式になる。 t1=y1/U t2=y2/U
回転している時の各電磁ピックアップの応答を示したも
のである。このような場合にはマグネット1が通過する
間隔にズレはなく、従って#1(#2)が検出した電磁
力のピークから#2(#3)が検出した電磁力のピーク
までの時間t1(t2)は一定になる。なおy1,y2
を電磁ピックアップのピッチ、Uを周速とすれば、時間
t1,t2は各々次のような式になる。 t1=y1/U t2=y2/U
【0013】次に、図5(B)は動翼が振動している場
合の各電磁ピックアップの応答を示したもので、マグネ
ット1が通過する間隔にはズレが生じてくる。たとえ
ば、回転方向に振動している場合には、通過する時間が
Δτだけ早くなり、回転方向と逆向きに振動している場
合にはΔτだけ遅くなる。従って、複数の電磁ピックア
ップの信号をまとめると、動翼の振動が図5(C)のよ
うに表される。ただし、変位X=Δτ×Uであり、離散
的に配置された信号を Asin(ωt+ψ)=Asin(2πft+ψ) =Asin(2πt/T+ψ) と近似させる。なお、式中で使用したA,Tは、図5
(C)に示すピーク振幅及び周期である。
合の各電磁ピックアップの応答を示したもので、マグネ
ット1が通過する間隔にはズレが生じてくる。たとえ
ば、回転方向に振動している場合には、通過する時間が
Δτだけ早くなり、回転方向と逆向きに振動している場
合にはΔτだけ遅くなる。従って、複数の電磁ピックア
ップの信号をまとめると、動翼の振動が図5(C)のよ
うに表される。ただし、変位X=Δτ×Uであり、離散
的に配置された信号を Asin(ωt+ψ)=Asin(2πft+ψ) =Asin(2πt/T+ψ) と近似させる。なお、式中で使用したA,Tは、図5
(C)に示すピーク振幅及び周期である。
【0014】このような翼振動の計測方法を採用する
と、被計測物が鉄より磁性の強いマグネット1に変わっ
たため、電磁ピックアップ5の感度が高くなる。さら
に、回転中に接触する可能性があるのはシュラウド6の
上面から突出する微小なマグネット1になるので、動翼
を損傷させる危険性が少なくなって電磁ピックアップ5
とマグネット1との距離を極力近づけることができ、計
測精度を向上させることができる。つまり、電磁ピック
アップの感度は両者の距離の二乗に逆比例するので、た
とえば、距離が1/2となれば、感度は4倍になる。
と、被計測物が鉄より磁性の強いマグネット1に変わっ
たため、電磁ピックアップ5の感度が高くなる。さら
に、回転中に接触する可能性があるのはシュラウド6の
上面から突出する微小なマグネット1になるので、動翼
を損傷させる危険性が少なくなって電磁ピックアップ5
とマグネット1との距離を極力近づけることができ、計
測精度を向上させることができる。つまり、電磁ピック
アップの感度は両者の距離の二乗に逆比例するので、た
とえば、距離が1/2となれば、感度は4倍になる。
【0015】また、光等による非接触法と同じ計測法
(動翼の通過する間隔のズレを利用)であり、全翼の計
測もできる。さらに、光による計測法ではレンズの磨
耗、汚れによる感度低下があって長期の連続計測はでき
ないが、マグネットは耐久性があり長期の計測が可能に
なる。
(動翼の通過する間隔のズレを利用)であり、全翼の計
測もできる。さらに、光による計測法ではレンズの磨
耗、汚れによる感度低下があって長期の連続計測はでき
ないが、マグネットは耐久性があり長期の計測が可能に
なる。
【0015】次に、図4は本発明の第2実施例を示した
もので、シュラウド6に各々2個のマグネット7を埋込
んである。このようにすると、2個のマグネットの相対
的な振動方向により振動モードの識別も可能になる。つ
まり、図7(A)に示すように2個のマグネットが同方
向に振動するのは曲げ主体モードであり、図7(B)に
示すように2個のマグネットが逆方向に振動するのは捩
れ主体モードであると識別することができる。
もので、シュラウド6に各々2個のマグネット7を埋込
んである。このようにすると、2個のマグネットの相対
的な振動方向により振動モードの識別も可能になる。つ
まり、図7(A)に示すように2個のマグネットが同方
向に振動するのは曲げ主体モードであり、図7(B)に
示すように2個のマグネットが逆方向に振動するのは捩
れ主体モードであると識別することができる。
【0016】
【発明の効果】前述した本発明によれば、回転機械の翼
振動の計測精度が大幅に向上することにより、振動振幅
の小さい短翼やインテグラルシュラウド翼の振動計測が
可能となる。また、被計測物がマグネットであるので、
今後の低圧段翼の長大化に必要なチタン翼等の非磁性材
翼の振動計測も可能となる。
振動の計測精度が大幅に向上することにより、振動振幅
の小さい短翼やインテグラルシュラウド翼の振動計測が
可能となる。また、被計測物がマグネットであるので、
今後の低圧段翼の長大化に必要なチタン翼等の非磁性材
翼の振動計測も可能となる。
【0017】一方、光等による非接触法と同じ計測法
(動翼の通過する間隔のズレを利用)であり、全翼の計
測ができ、耐久性があるので長期の連続計測も可能であ
り、翼振動の監視装置にも応用できる。従って、動翼飛
散による大事故を未然に防ぐことができる。
(動翼の通過する間隔のズレを利用)であり、全翼の計
測ができ、耐久性があるので長期の連続計測も可能であ
り、翼振動の監視装置にも応用できる。従って、動翼飛
散による大事故を未然に防ぐことができる。
【0018】なお、同じ動翼に2個マグネットを埋込む
と、振動モードの識別も可能となる。
と、振動モードの識別も可能となる。
【図1】本発明の第1実施例に係る回転機械の翼関係図
である。
である。
【図2】本発明の第1実施例に係るマグネットを埋込ん
だシュラウドの平面図である。
だシュラウドの平面図である。
【図3】本発明の第1実施例に係るマグネットを埋込ん
だシュラウドの測面図である。
だシュラウドの測面図である。
【図4】動翼と電磁ピックアップの相対的関係図であ
る。
る。
【図5】動翼により電磁ピックアップに生じる出力の特
性図である。
性図である。
【図6】本発明の第2実施例に係るシュラウドの平面図
である。
である。
【図7】本発明の第2実施例に係る振動モードの概念図
である。
である。
【図8】従来の計測法の1例としてスリップリング使用
の例を示すブロック図である。
の例を示すブロック図である。
【図9】電磁ピックアップの要部断面図である。
【図10】電磁ピックアップを用いた計測システムの1
例を示す図である。
例を示す図である。
1 羽根 2 ストレンゲージ 3 スリップリング装置 4 リード線 5 電磁ピックアップ 6 シュラウド 7 マグネット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G01H 17/00 A 8117−2G
Claims (1)
- 【請求項1】タービン等の回転機械において、回転する
動翼の振動を、動翼先端部のシュラウドに埋め込んだマ
グネットを利用して電磁的に検出することを特徴とする
翼振動の計測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5191688A JPH0726901A (ja) | 1993-07-05 | 1993-07-05 | 翼振動の計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5191688A JPH0726901A (ja) | 1993-07-05 | 1993-07-05 | 翼振動の計測方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0726901A true JPH0726901A (ja) | 1995-01-27 |
Family
ID=16278813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5191688A Withdrawn JPH0726901A (ja) | 1993-07-05 | 1993-07-05 | 翼振動の計測方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0726901A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001059412A1 (de) * | 2000-02-14 | 2001-08-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Rotationsmaschine und verfahren zur erfassung von schwingungen |
| EP1008866A3 (de) * | 1998-12-08 | 2003-11-19 | Carl Freudenberg KG | Flächenhaftes Sensorelement |
| JP2011007678A (ja) * | 2009-06-26 | 2011-01-13 | Ihi Corp | 光学プローブ |
| KR20160103066A (ko) * | 2013-12-23 | 2016-08-31 | 사프란 헬리콥터 엔진스 | 회전 블레이드에 가해지는 진동을 측정하는 터빈 엔진 어셈블리 |
| JP2017502290A (ja) * | 2013-12-23 | 2017-01-19 | ターボメカTurbomeca | 回転ブレードが受ける振動を測定するためのタービンエンジン用アセンブリ |
-
1993
- 1993-07-05 JP JP5191688A patent/JPH0726901A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1008866A3 (de) * | 1998-12-08 | 2003-11-19 | Carl Freudenberg KG | Flächenhaftes Sensorelement |
| WO2001059412A1 (de) * | 2000-02-14 | 2001-08-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Rotationsmaschine und verfahren zur erfassung von schwingungen |
| EP1126254A1 (de) * | 2000-02-14 | 2001-08-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Rotationsmaschine und Verfahren zur Erfassung von Schwingungen |
| JP2011007678A (ja) * | 2009-06-26 | 2011-01-13 | Ihi Corp | 光学プローブ |
| KR20160103066A (ko) * | 2013-12-23 | 2016-08-31 | 사프란 헬리콥터 엔진스 | 회전 블레이드에 가해지는 진동을 측정하는 터빈 엔진 어셈블리 |
| JP2017502290A (ja) * | 2013-12-23 | 2017-01-19 | ターボメカTurbomeca | 回転ブレードが受ける振動を測定するためのタービンエンジン用アセンブリ |
| JP2017502289A (ja) * | 2013-12-23 | 2017-01-19 | ターボメカTurbomeca | 回転するブレードが受ける振動を測定するためのタービンエンジンアセンブリ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000905 |