JP3404129B2 - 光学式振動センサーによるうなり周波数測定方法 - Google Patents
光学式振動センサーによるうなり周波数測定方法Info
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- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
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- G—PHYSICS
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- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
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Description
動をモニターするシステムに係わる。
5,146,776号“Method for Continuously Cali
brating an Optical Vibration Sensor"は発電機に片持
ばり式に取付けた格子を利用して光ファイバーまたは光
学式振動モニター(FOVM)を自動的に校正するシス
テムを開示している。格子は、ただ1つの駆動周波数
(即ち、120Hz)で振動するセンサーの振動振幅に
正比例する周波数で光線を遮断する。この特許は発電機
端コイルの振動振幅を測定することによって発電機の異
常状態を早い段階で検知する方法を教示している。これ
によって発電機の損傷を回避し、運転停止時間を極力短
くするように保守計画を立案することが可能になる。
おける信号の振幅を用いてうなり周波数を求める。ここ
にいう極限点とは平衡位置を中心とする振動の過程にお
ける格子の最遠移動点を意味する。極限点は格子が反対
方向へ移動する前に瞬間的に休止する点であるから、周
波数変調出力信号における最大波長(即ち、波形中でゼ
ロ交差点が最も離れる点)はこの極限点で生じる。
ーを発生させるほど大きくなってうなり周波数を歪ませ
ると発生する問題に着目する。この問題は、極限点にお
ける信号の振幅がピーク信号値に近い場合は小さいうな
り振幅でも生じる。フォールドオーバーが発生すると、
極限点に基づいて求めるうなり信号が不正確になり、う
なり周波数の測定が極めて困難になって、事実上、セン
サーの共振周波数の正確な測定が不可能になる。しかも
共振周波数は温度及びセンサーの使用期間と共に変化す
る。従って、センサーの共振周波数が設計通りであると
想定することはできず、発電機の稼働中、共振周波数を
現場で測定しなければならない。
目的は、うなり振幅が大きい環境においてFOVMセン
サーによりうなり周波数を測定する方法を提供すること
にある。本発明の他の目的は、うなり振幅が小さくても
極限点における信号の振幅がピーク信号値に近い環境に
おいてFOVMセンサーによりうなり周波数を測定する
方法を提供することにある。
付けられた振動感知システムにおけるうなり周波数を測
定する方法であって、装置の振動周波数及び振幅を示す
振動信号を発生させ;振動信号のうなり周波数に対応す
る点を含む波形部分の2つのゼロ交差間の時間を表わす
時間データを記憶し、処理することによって振動信号か
らうなり周波数を得るステップより成る、うなり周波数
測定方法に係わる。
述べる好ましい実施例の説明からさらに明らかになるで
あろう。
FOVMシステム用の方法を提供する。以下に述べる方
法を利用するシステムを図1に示した。発電機10、光
学式振動センサー12、及びコンピュータ14が振動感
知システム16を構成する。要約すれば、このシステム
を次のように説明することができる。即ち、光学式振動
センサー12が発電機10の端巻きコイル17に直接取
付けてある。ローター領域からシステムへ伝達される1
20Hzの振動の有害な作用を回避するため、発電機の
大きい励磁機端部及びタービン端部の端巻きが一体化さ
れて半剛性のバスケットになっている。センサーは端巻
きコイルの振動をモニターして、破壊的レベルの振動が
存在するかまたは振動レベルが増大傾向にあると警報信
号を発する。その場合には、発電機の運転停止を予め決
定できるようになるまで、負荷を調整するか或いは冷却
ガス温度を変化させることによって振動を制御すればよ
い。
しく示している。光学式振動センサー12は光ファイバ
ーケーブル18を介して受光する。センサーはハウジン
グ20及び光/デジタルまたは光電変換手段22を含
む。ハウジング20は内部リード24及び格子組立体2
6を含む。内部リード24及び格子組立体26は固有共
振周波数が120Hz以上となるように設計されてい
る。60Hz発電機に用いる場合、共振周波数は約13
2Hzであることが好ましい。
力を供給する場合を想定しているが、50Hzの発電機
の場合でも原理は同じである。
が上下動して光パルスを発生させる。所与の時間に亘っ
て発生する光パルスの数は測定すべき120Hzの(ヨ
ーロッパでは100Hz)振動の振幅に比例する。格子
組立体26は10ミルの等間隔に配列された格子開口を
有する。即ち、所与の時間に亘って発生する光パルスの
数はセンサーの共振周波数及び格子の平衡位置からの振
動距離に応じて異なる。光パルスはハウジング20から
光ファイバーケーブル18を介して光電変換手段22へ
出力される。光電変換手段22は公知の方法で光パルス
をデジタル信号に変換する。例えば、フォトダイオード
を利用して光パルスを電気信号に変換し、次いでこれを
デジタル周波数出力信号に変換することができる。出力
信号波形は周波数変調正弦波の形態を取る。さらにこの
信号は120Hzの励振信号をセンサーの共振周波数と
混合することで僅かに周波数変調される。
と三角関数sin(2πfBt)との間で曲線のあては
めを行うことによってうなり周波数fBを測定する。次
いでこのうなり周波数を利用してシステムを校正する。
具体的には、本発明のシステムは下式の増幅率を計算す
る。
周波数f0 が増幅率M0を決定する。120Hzの振動
によって発電機が変位する実位置を求めるためには測定
振幅値(即ち、光パルス信号によって測定される振幅
値)を増幅率によって除算しなければならない。なお、
M0 を求める方程式は光パルス周波数と格子振幅との相
関関係から成立する式であり、格子−リードの幾何形状
が出願人が採用するものである場合、下記の式で表わす
ことができる: 振動の振幅=fLP × 1ミル/180Hz ただし、fLPは光パルスの周波数(Hz)であり、この
方程式は格子間隔が10ミルの格子組立体にもあてはま
る。
点”における信号の振幅を利用することによってうなり
周波数を求める。極限点とは平衡位置を起点として格子
が最も遠くまで移動した点である。周波数変調出力信号
の最大波長(即ち、波形中でゼロ交差点が最も離れる
点)はこの極限点で生じる。即ち、極限点は格子が移動
方向を反転させる前に瞬間的に休止する点を意味するか
らである。
示した。極めて大きいフォールドオーバーが起こること
も珍しくないが、このような大きいフォールドオーバー
の波形の極限点を視認することは困難であるから図示し
なかった。上述したとおり、120Hzの振動に起因す
る発電機の変位の実位置を測定するには増幅率M0 を求
めねばならない。増幅率を求めるにはセンサーの共振周
波数(f0 +fB )を正確に測定しなければならない。
圧振幅)の一例を示す。上方極限点及び下方極限点に対
応する極限点での時間インターバルも示した。上方極限
点を“x”(極限点の位置)または線“A”(極限点に
おける時間インターバル)で表わし、下方極限点を
“0”または線“B”で表わしている。なお、図5から
明らかなように、上方極限点を距離X(即ち、0からx
までの距離)または時間インターバルAで表わすことも
できる。同様に、下方極限点を距離0または時間インタ
ーバルBで表わすことができる。このように時間インタ
ーバルで表現することにしたのは下記の理由による。も
し上方及び下方極限点を位置で表わすとすれば、XがP
(グラフの頂部)に達し、反射する時、XはAよりも大
きくなれないから、フォールドオーバーは起こらない。
もし上方及び下方極限点を時間で表わせば、X=0で、
Aが大きい値から小さい値へ、あるいはその逆の方向に
急変するとフォールドオーバーが起こる。この2つの表
現方式は上方及び下方極限点を定義する別々の方法では
あるが、ほとんど等価である。ただし、位置表現は線形
に挙動しないのに対して、時間表現は線形に挙動する。
従って、もしうなり振幅がゆっくりと増大すれば、Xが
増大してPに達し、次いで縮小する。Xのこの変化はう
なり振幅に比例しない。即ち、うなり振幅が増大してい
る間もXがPに“停滞”したままになり易い。これは光
の通過位置を中心とする格子の位置を感知する光学式セ
ンサーが全光量を受光することによって起こる状態であ
る。下方極限点では2つの隣接スリット間の遮光部分と
の関連でこの現象が起こる。即ち、遮光部分は移動でき
るが格子が小さく振動する時には光を遮断する。
下方極限点における平均位置を中心に振動させると、こ
の時間インターバルは極限点における信号振幅の変化と
同様に変化する。うなり振幅または振動振幅によりセン
サー信号(即ち、波形)が0振幅軸と交差して非連続的
な態様で新しい極限点の時間インターバルが画定される
と、フォールドオーバーが起こる。これと同様の不連続
性は、米国特許第5,146,776号に開示されてい
る方法では、信号の上下ピークにおいてフォールドオー
バーが起こった場合に現われる。
AからBへ移行する過程で極限点の時間インターバルに
現われる非連続的な変化を示す。このような不連続性は
センサーのうなり周波数を測定する上で問題を生じさせ
る。
交差時だけをサンプリングして処理するが、完全なセン
サー信号をディジタル化するものではない。従って、デ
ータ収集条件が著しく軽減され、しかも極めて正確な測
定が可能になる。この測定には既存の羽根振動モニター
(BVM)32MHzカード(ゼロ交差カード)を使用
すればよい。BVMカードはゼロ交差時を30/109
sec以内の精度で測定することができ、従って、うな
り周波数を極めて正確に測定できる。データファイルの
典型的な長さは12,000個の記述項に相当する。同
じ精度を達成するのに、上記特許に開示されている直接
ディジタル化法では320,000個の記述項に相当す
る長さのデータファイルが必要である。このデータの大
部分は捨てられることになるが、そのためには多大の時
間と高価なハードウエアが必要である。従って、本発明
は必要データを最小限にとどめてハードウエアのコスト
及びコンピュータによる処理時間を節減する。
ンサーにおいて、高いうなり周波数振幅によりそれまで
よりも1本または数本多い格子スリットが光を通過させ
ることにより、うなり周波数を求めるものである。この
現象がフォールドオーバーを発生させる。センサーサイ
クルごとにセンサー信号中に2つのタイプの極限点、即
ち、上方極限点及び下方極限点が発生する。極限点の時
間インターバルは各極限点の両側における信号のゼロ交
差によって与えられる。上方極限点の時間インターバル
は格子が瞬間的にその振動経路の上端で休止する時に現
われ、同様に、下方極限点の時間インターバルは格子が
瞬間的に振動経路の下端で休止する時に現われる。
点の時間インターバルに僅かな変調が起こる。下方極限
点の時間インターバルとセンサーサイクルとの関係を作
図すると、うなりと同じ周波数の正弦波が得られる。う
なり振幅が大きくなって(または小さくなって)2つの
ゼロ交差が追加されると(または失われると)、このう
なり周波数抽出手順は予期しない小さい(または大き
い)極限点の時間インターバルが突如現われてうなり信
号に顕著な不連続性が生ずることで混乱させられる。
ンサーサイクルごとに一度現われる下方極限点の時間イ
ンターバル”DELTA()”を示す。この極めて混沌
とした非連続的な波形は調和のとれたうなり信号とはい
えない。図8はこのデータのフーリエ変換を示す。1
2.6Hzで予想されるうなり周波数は、極限点におけ
るフォールドオーバー(追加されたゼロ交差)により発
生されるノイズに混入して検出できなくなる。
るとうなり振幅の増大または縮小を補償するため極限点
の時間インターバルDELTA()を隣接する適当個数
の時間インターバルに亘って加算することにより拡大す
る。下記アルゴリズムはフォールドオーバーが起こると
これを検出し、時間インターバルDELTA()の両側
に適当個数の時間インターバルを加算することによっ
て、測定されるこの時間インターバルを拡大する。アル
ゴリズムは例えばQUICK BASIS(by Microso
ft)プログラミング語で記載されているコンピュータソ
フトウエアによって行うことができる。最小のDELT
A()は中心にある1個の時間インターバルであるが、
この中心時間インターバルの両側に1個、2個、3個ま
たは4個以上の時間インターバルを加算したものであっ
てもよい。極限点の時間インターバルの両側にいくつの
時間インターバルを加算すべきかの判断は、下記の事情
によって複雑になる: − 隣接する極限点の間で2つのゼロ交差が追加された
(または失われた)ことが分かっていても、波形に関す
る具体的な知識がなければ、上下いずれの極限点に起因
するものかは知るすべがない。本発明はFOVMが信号
のゼロ交差だけをサンプリングし、処理するものであ
り、完全なセンサー信号のディジタル化は行わない。こ
れによってデータ収集条件が著しく軽減され、従来より
もはるかに正確な測定が可能になる。このためには32
MHzゼロ交差ボードを使用すればよい。
始パラメーターを知る必要がある。各極限点の状態は唯
1つのパラメーター”J%()”によって判定すること
ができる。J%()は問題の極限点と先行の極限点との
間の時間インターバルの個数(ゼロ交差回数+1)であ
る。加算パラメーター”S1()”は各極限点において
加算すべき時間インターバルの個数を規定する。加算す
べき時間インターバルの個数は2*S1()+1に等し
い。加算パラメーターの開始値(即ち、S1(1)及び
S1(2)の値)が不適正であれば憂慮すべき結果を招
くことになる。
に対応する適正な拡大時間インターバルであり、偶数番
目のDELTA()は各下方極限点に対応する適正拡大
時間インターバルである。(なお、“DELTA()”
はDELTA(1)、DELTA(2)、、、DELT
A(N)を表わし、図7に示す例ではN=450であ
る。)図9は図7で使用されているのと同じデータに関
連して下方極限点に対応するDELTA()を作図した
ものである。ただし、図7と異なり、極限点の時間イン
ターバルDELTA()は適正な個数の隣接時間インタ
ーバルを加算することによって拡大されている。この図
ではうなりが明瞭かつ鮮明に見える。図10は下方極限
点うなり信号のフーリエ変換を示す。12.6Hzのう
なり周波数がはっきり識別される。従って、センサーの
固有周波数は120Hz+12.6Hz=132.6H
zであり、センサーの補正率は容易に見出すことができ
る。上限に関して行われる同じ手順で全く同じ結果が得
られる(これは例えばチェックとして利用できる)。
ルゴリズムの好ましい実施例を図11〜図14のフロー
チャートに沿って説明する。ゼロ交差I/OカードはF
OVMセンサー電圧が0ボルトレベルと交差した絶対時
間(クロックカウント)を表わす1次元データアレイZ
()(例えば約10,000個の記述項を有するデータ
アレイ)を発生させる。従って、Z()はゼロ交差回数
をクロックカウントとして表わす一本調子に増大する数
列である。本発明の一実施例ではZ()アレイに10,
000個の記憶場所がある。
ステップ1−5に対応する: ステップ−1=ブロック100−106 ステップ−2=ブロック108−138 ステップ−3=ブロック140−144 ステップ−4=ブロック146−174 ステップ−5=ブロック176−200 要約すると、ステップ1−5は次のような機能を行う:
ステップ−1は隣接ゼロ交差間の時間インターバル(ク
ロックカウント)を計算する。それぞれのクロックカウ
ントはX()アレイに記憶される。ステップ−2は
X()アレイ中の極限点の時間インターバルの位置と、
隣接する極限点間に現われる時間インターバルの個数
(J%()で表わされる)と、2つの隣接する極限点間
に現われる時間インターバルの最小個数を見出す。この
最小個数を変数MINで表わされる。うなり振幅が増大
すれば極限点の時間インターバルの両側において加算す
べき時間インターバルの個数が増える。ステップ−3は
一連の極限点のうちから、うなり振幅が最も小さく、
(DELTA()で表わされる)補正時間インターバル
データを形成するのにあと1個の時間インターバルだけ
でよい、即ち、フォールドオーバーが存在しない第1の
点(START)を見出だす。ステップ−4は点STA
RTからKまでに亘って加算すべき各極限点の時間イン
ターバルを中心とする時間インターバルの個数を求める
順方向チェーンから成る。なお、(フォールドオーバー
が存在しないから)S1(START)=S1(STA
RT+1)=0である。ステップ−5は加算すべき時間
インターバルの個数がこのタイプの最後の極限点、即
ち、上方極限点または下方極限点のあとに現われる極限
点間のクロックカウント数J%()に基づいて変化すべ
きかどうかを判断するK−1から0までの逆方向チェー
ンから成る。
ットされる。ブロック102において、X(I)がZ
(I+1)−Z(I)にセットされる。ブロック104
において、Iが10,000と比較される。もしIが1
0,000に等しくなければ、プログラムはブロック1
06へ分岐し;さもなければブロック108へ進む。ブ
ロック106において、IがI+1にセットされる。
が0にセットされ、Kが1にセットされ、MINが10
0にセットされる。ブロック110において、“SKI
P1”がX(I)+X(I+1)にセットされ、SKI
P2がX(I+3)+X(I+4)にセットされる。ブ
ロック112において、SKIP1がSKIP2と比較
される。もしSKIP1がSKIP2よりも小さけれ
ば、プログラムはブロック114に進み;さもなければ
ブロック116に進む。ブロック114においてIがI
+1にセットされ、プログラムはブロック110へ戻
る。即ち、ブロック110−114は時間インターバル
の長さが増大しつつあることを見極める。従って、極限
点間に現われる時間インターバルアレイX()中に対称
な点は検出されない。
される。ブロック118において、T1が(X(I+
J)−X(I−J)÷(X(I+J)+X(I−J))
の絶対値にセットされる。ブロック120においてT1
が好ましい実施例では0,1に等しいトリガー変数“T
R”と比較される。もしT1がTRよりも小さければプ
ログラムはブロック122へ分岐し;さもなければブロ
ック124へ進む。ブロック122において、TOTが
TOT+1にセットされる。ブロック124において、
JがJ+1にセットされる。ブロック126においてJ
が数5と比較される。もしJが5以下なら、プログラム
はブロック118へ戻り;さもなければブロック128
へ進む。ブロック128において、TOTが数3と比較
される。もしTOTが3以下ならプログラムはブロック
114(図11)に戻り;さもなければブロック130
へ進む。ブロック130において、変数EX(K)がI
にセットされる。ブロック132において、J%(K)
がEXT(K)−EXT(K−1)−1にセットされ
る。ブロック134においてJ%(K)がMINと比較
される。もしJ%(K)がMINよりも小さければ、プ
ログラムはブロック136へ分岐し;さもなければブロ
ック138へ進む。ブロック136において、MINが
J%(K)にセットされる。ブロック138において、
インデックスIが(I+J%(K)/2+2)の整数に
セットされる。もしIが10,000以下ならプログラ
ムはブロック116(図11)に戻る(Iが10,00
0以下であるかどうかを判定するテストは図示されてい
ない)。
8)に関する上記説明との関連で次の点に留意された
い:即ち、ブロック118はシンメトリーパラメーター
T1を計算する。判断ブロック120でI番目の時間イ
ンターバルの両側で互いに対応する時間インターバルが
対称であると判断される。ブロック122で、プログラ
ムはI番目の時間の両側で互いに対称に対応する時間イ
ンターバルの個数をカウントする。ブロック126にお
いて、プログラムはI番目の時間インターバルの両側に
あって互いに対応する4個の時間インターバルが対称な
関係にあるかどうかをチェックし、ブロック128にお
いて、プログラムは4個の対応時間インターバルのうち
3個が極限点において判断すべきI番目の時間インター
バルを挟んで対称であることを確認する。ブロック13
0において、プログラムは発見したばかりの極限点(即
ち、K番目の極限点)の時間インターバルアレイX()
中に占める場所を識別する。これが上方極限点と呼ばれ
る場所である。ブロック132において、プログラムは
極限点Kと先行の極限点K−1との間に現われる時間イ
ンターバルの最小個数を求める。ブロック134−13
6において、プログラムは極限点間で測定された時間イ
ンターバルの個数を記録する。この個数が可変MINに
割当てられる。ブロック138において、極限点間に現
われる次の対称な時間インターバルを飛ばしてインデッ
クスIが増分される。ステップ1及び2の完了で時間イ
ンターバルアレイX(I)中のすべてのK極限点の位置
EXT(K)が判明する。奇数番目のKを上方極限点、
偶数番目のKを下方極限点と呼んでもよい。極限点間に
現われる時間インターバルの個数も計算され、可変アレ
イJ%(K)に記憶される。J%()アレイに記憶され
る最小値は可変MINに記憶される。
セットするブロック140から始まる。ブロック142
において、STARTがSTART+1にセットされ
る。ブロック144において、J%(START)、J
%(START+1)及びMINが比較される。もしこ
の3つが互いに等しくなければプログラムはブロック1
42に戻り;さもなければブロック146へ進む。この
ようにしてプログラムは先ず2つの隣接する極限点がM
INに等しいことを発見する。
にセットされ、DELTA(I)がX(I)にセットさ
れる。ブロック148において、IがSTART+1に
セットされ、DELTA(I)がX(I)にセットされ
る。このようにして最初の2個の修正時間インターバル
(DELTA())は0に等しい合計インデックスS1
()を持つことになる。プログラムはこの2つの極限点
については中心の時間インターバルを合計するだけでよ
い。ブロック150において、IがI+1にセットさ
れ、Qが0にセットされ、DELTA(I)が0にセッ
トされる。ブロック152(図13)において、J%
(I−1)がJ%(I)と比較される。もし前者が後者
よりも大きければ、プログラムはブロック154へ分岐
し;さもなければブロック156へ進む。ブロック15
4において、合計インデックスS1(I)がS1(I−
2)−1にセットされる。ブロック156において、J
%(I−1)がJ%(I)と比較され、もし前者が後者
よりも小さければ、プログラムはブロック158へ分岐
し;さもなければブロック160へ進む。ブロック15
8において、S1(I)がS1(I−2)+1にセット
される。ブロック160において、合計インデックスS
1(I)がS1(I−2)にセットされる。即ち、ブロ
ック150−160は合計すべき時間インターバルの個
数(即ち、合計インデックスS1())をこのタイプの
最後の極限点、即ち、上方極限点または下方極限点の前
に現われる極限点間のクロックカウント数J%()に基
づいて変更すべきかどうかを判断する。もしクロックカ
ウントJ%()が減少すれば、ブロック154が合計イ
ンデックスS(1)を1だけ減分する。もしクロックカ
ウントJ%()が増大すれば、ブロック158が合計イ
ンデックスS1()を1だけ増分する。もしクロックカ
ウントが増減しなければ、ブロック160が合計インデ
ックスS1()をそのまま変化させない。
と比較される。もし0に等しければプログラムはブロッ
ク170へ分岐し;さもなければブロック166に進
む。ブロック166において、変数QがQ+1にセット
される。ブロック168において、DELTA(I)が
DELTA(I)+X(I+Q)+X(I−Q)にセッ
トされる。ブロック170において、QがS1(I)と
比較される。もし双方が等しければ、プログラムはブロ
ック172に進み;さもなければブロック166に戻
る。従って、ブロック164−170は中心の時間イン
ターバルの両側の2つのS1()時間インターバルを合
計する(多重フォールドオーバーの場合にはこれを2回
以上行えばよい)。ブロック172において、DELT
A(I)がDELTA(I)+X(I)にセットされ
る。ブロック172は中心の時間インターバルを加え
る。ブロック174において、IがKと比較される。も
しIがKよりも小さければ、プログラムはブロック15
0(図12)に戻り;さもなければブロック176(図
14)に進む。即ち、もしIがKよりも小さければ、プ
ログラムは次の上限を分析するためスターとに戻り;さ
もなければ、ルーチンを出て逆方向チェーンを開始す
る。
ラムはインデックスIをSTARTにセットする。ブロ
ック178において、IがI−1にセットされ、Qが0
にセットされ、DELTA(I)が0にセットされる。
ブロック180において、J%(I+2)がJ%(I+
1)と比較される。もし前者が後者よりも大きければ、
プログラムはブロック182へ分岐し;さもなければブ
ロック184へ進む。ブロック182において、S1
(I)がS1(I+2)−1にセットされる。ブロック
184において、J%(I+2)がJ%(I+1)と比
較される。もし前者が後者よりも小さければ、プログラ
ムはブロック186に分岐し;さもなければブロック1
88に進む。ブロック186において、S1(I)がS
1(I+2)+1にセットされ、ブロック188におい
て、S1(I)がS1(I+2)にセットされる。即
ち、ブロック180−188はこのタイプの最後の時間
インターバル、即ち、上方極限点または下方極限点のあ
とに現われる極限点間のクロックカウント数に基づいて
合計すべき時間インターバルの個数を変更すべきかどう
かを判定する。もしクロックカウントJ%()が増大す
ればブロック182において、プログラムは合計インデ
ックスS1()を減分し、もしクロックカウントJ
%()が減少すれば、ブロック186において、プログ
ラムは合計インデックスS1()を増分する。クロック
カウントに増減がなければブロック188において合計
インデックスS1()はそのまま変化しない。
と比較される。もし0に等しければ、プログラムはブロ
ック192へ進み;さもなければ、ブロック194に分
岐する。ブロック192において、DELTA(I)が
DELTA(I)+X(I)にセットされる。ブロック
194において、QがQ+1にセットされる。ブロック
196において、DELTA(I)がDELTA(I)
+X(I+Q)+X(I−Q)にセットされる。ブロッ
ク198において、QがS1(I)と比較される。もし
両者がで等しければ、プログラムはブロック192へ分
岐し;さもなければブロック194へ戻る。即ち、ブロ
ック190−198は中心の時間インターバルIの両側
の2つのS1(I)時間インターバルを合計し、多重フ
ォールドオーバーが存在するならこのプロセスを繰り返
す。ブロック192は中心の時間インターバルIを加え
る。ブロック200において、Iが1と比較される。も
しIが1よりも大きければ、プログラムはブロック17
8に戻り;さもなければプログラムは完了する。即ち、
プログラムはI=1となるフロントエンドに達するまで
スターとに戻って次の下方極限点を分析する。
なうため、プログラムは捕捉されるセンサーサイクル数
を8.53secのデータに相当するK=1024とす
る。従属変数DELTA(2I)、I=1−512は単
位時間を持つが、この信号の時間(周波数)変動だけが
利用されるのであるから、上記単位時間を持つことはさ
して重要ではない。従って、変数2Iは時間をも表わ
す。2I=2から2I=4までの時間インターバルは1
/120secである。これは下方極限点の場合であ
る。
A(2I−1)、I=1−512はデータ点2I−1=
1から2I−1=3までの時間インターバルであり、こ
こでも1/120secに相当する。DELTA(2
I)及びDELTA(2I−1)に対するフーリエ変換
またはFFTにより、分解能が0.117Hzの全く同
じセンサーうなり周波数FB が得られる。センサー固有
周波数FN は120Hz+FB に等しい。センサーの補
正率“CF”は下式によって与えられる。
波数(典型的には120Hz)、FI はセンサーの設計
上周波数(典型的には132.5Hz)である。
したが、本発明の思想及び範囲に含まれるこのような特
徴及び利点のすべては頭書した特許請求の範囲によって
包含されるものとする。
本発明システムのすぐれた性能を示す波形図。
本発明システムのすぐれた性能を示す波形図。
本発明システムのすぐれた性能を示す波形図。
本発明システムのすぐれた性能を示す波形図。
本発明システムのすぐれた性能を示す波形図。
本発明システムのすぐれた性能を示す波形図。
本発明システムのすぐれた性能を示す波形図。
る本発明システムのすぐれた性能を示す波形図。
Claims (6)
- 【請求項1】 装置に取付けられた振動感知システムに
おけるうなり周波数を測定する方法において、 (a)装置の振動周波数及び振幅を示す振動信号を発生
させ; (b)振動信号のうなり周波数に対応する極限点を含む
波形部分の2つのゼロ交差間の時間インターバルを表わ
す時間インターバルデータを記憶し、処理することによ
って振動信号からうなり周波数を得るステップより成る
ことを特徴とするうなり周波数を測定する方法。 - 【請求項2】 ステップ(b)が、うなり周波数に対応
する極限点でピーク値を有する変換済み時間インターバ
ルデータを得るために時間インターバルデータをフーリ
エ変換することを含む請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 ステップ(b)が、振動信号の連続する
ゼロ交差間のクロックカウントを合計することによって
時間インターバルデータを計算することを含む請求項1
または2に記載の方法。 - 【請求項4】 ステップ(b)が、時間インターバルデ
ータのフォールドオーバーに対応する極限点の時間イン
ターバルの位置を見出し、前記フォールドオーバーによ
り影響を受ける極限点間で合計されるクロックカウント
数を変更することによって前記フォールドオーバーを補
償することを含む請求項3に記載の方法。 - 【請求項5】 前記装置が端巻きコイルの振動が120
Hzの発電機であり、発電機に取付けられている振動セ
ンサーによって振動信号が得られ、振動信号が発電機の
端巻きコイルの120Hzの振動及び振動センサーの振
動周波数に起因する機械的振動信号を含むことを特徴と
する上記請求項のうち任意の請求項に記載の方法。 - 【請求項6】 前記装置が端巻きコイルの振動が120
Hzの発電機であり、発電機に取付けられている振動セ
ンサーによって振動信号が得られ、振動信号が発電機の
端巻きコイルの120Hzの振動及び振動センサーの共
振周波数に起因する機械的振動信号を含み;ステップ
(b)が振動信号の連続するゼロ交差間のクロックカウ
ントを合計することによって時間インターバルデータを
計算し、時間インターバルデータのフォールドオーバー
に対応する極限点の時間インターバルの位置を見出し、
前記フォールドオーバーにより影響を受ける極限点間で
合計されるクロックカウント数を変更することによって
前記フォールドオーバーを補償し、うなり周波数に対応
する点でピーク値を有する変換済み時間インターバルデ
ータを得るために時間インターバルデータをフーリエ変
換することから成ることを特徴とする請求項1に記載の
方法。
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DE19705922A1 (de) * | 1997-02-17 | 1998-08-20 | Asea Brown Boveri | Verfahren zur Bestimmung des Festigkeitszustandes von Wickelköpfen elektrischer Maschinen und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens |
KR100477504B1 (ko) * | 2002-12-09 | 2005-03-17 | 한국전기연구원 | 에프에프티를 이용한 실시간 전력계통 진동 감시장치 |
US20040212353A1 (en) * | 2003-04-25 | 2004-10-28 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Use of a closing impedance to minimize the adverse impact of out-of-phase generator synchronization |
DE10323063A1 (de) * | 2003-05-20 | 2004-12-09 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Verfahren zur Füllstandsmessung |
US7533572B2 (en) * | 2006-08-15 | 2009-05-19 | Siemens Energy, Inc. | High bandwidth fiber optic vibration sensor |
KR100883394B1 (ko) * | 2007-04-03 | 2009-02-11 | 주식회사 대웅컨설턴트 | 계측 관리형 진동현의 고유 주파수 측정 방법 |
CN101299635B (zh) * | 2008-05-09 | 2010-09-15 | 东南大学 | 宽域全光纤扰动信号前-后判别装置及方法 |
US20110018483A1 (en) * | 2009-07-21 | 2011-01-27 | General Electric Company | Stator end-winding component monitoring system |
US8379225B2 (en) * | 2010-03-31 | 2013-02-19 | General Electric Company | System for monitoring a relative displacement of components |
EP2634898A1 (de) * | 2012-03-01 | 2013-09-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Maschine |
US10254773B2 (en) * | 2012-09-25 | 2019-04-09 | Lord Corporation | Devices, systems, and methods for balancing closely coupled rotating machinery |
CN103558008B (zh) * | 2013-11-20 | 2017-02-08 | 无锡波汇光电科技有限公司 | 一种风洞试验中光纤传感振动信号的采集装置 |
US9551598B2 (en) | 2014-05-12 | 2017-01-24 | Siemens Energy, Inc. | Fiber optic sensing apparatus with an improved fiber-affixing device |
US9939458B2 (en) | 2015-08-27 | 2018-04-10 | General Electric Company | Insulated accelerometer assembly for high voltage environment |
US11709244B2 (en) * | 2019-10-21 | 2023-07-25 | Banner Engineering Corp. | Near range radar |
CN111397877B (zh) * | 2020-04-02 | 2021-07-27 | 西安建筑科技大学 | 一种旋转机械拍振故障检测与诊断方法 |
CN113091879B (zh) * | 2021-04-01 | 2022-09-06 | 陕西电力建设集团有限公司 | 一种高压输电线路导线风振检测装置 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4283634A (en) * | 1971-06-23 | 1981-08-11 | Westinghouse Electric Corp. | System and method for monitoring and controlling operation of industrial gas turbine apparatus and gas turbine electric power plants preferably with a digital computer control system |
US4218614A (en) * | 1978-06-08 | 1980-08-19 | Westinghouse Electric Corp. | Device for measuring vibration amplitude |
US4321464A (en) * | 1978-06-08 | 1982-03-23 | Westinghouse Electric Corp. | Device for measuring vibration phase and amplitude |
DE3112188A1 (de) * | 1980-03-31 | 1982-01-14 | Hitachi, Ltd., Tokyo | Verfahren und vorrichtung zur ueberwachung der schwingung einer sich drehenden welle |
US4429609A (en) * | 1981-12-14 | 1984-02-07 | Warrender David J | Pitch analyzer |
JPS61207195A (ja) * | 1985-03-08 | 1986-09-13 | Mitsubishi Electric Corp | モ−タ制御装置 |
JPH0364294A (ja) * | 1989-08-02 | 1991-03-19 | Nec Corp | 周波数検出回路 |
US5109700A (en) * | 1990-07-13 | 1992-05-05 | Life Systems, Inc. | Method and apparatus for analyzing rotating machines |
US5069071A (en) * | 1990-08-27 | 1991-12-03 | United Technologies Corporation | Vibration monitoring in the frequency domain with a capacitive accelerometer |
US5146776A (en) * | 1990-11-26 | 1992-09-15 | Westinghouse Electric Corp. | Method for continuously calibrating an optical vibration sensor |
-
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