JPH02103423A - 羽根の通過を検出する方法及び装置 - Google Patents
羽根の通過を検出する方法及び装置Info
- Publication number
- JPH02103423A JPH02103423A JP1150337A JP15033789A JPH02103423A JP H02103423 A JPH02103423 A JP H02103423A JP 1150337 A JP1150337 A JP 1150337A JP 15033789 A JP15033789 A JP 15033789A JP H02103423 A JPH02103423 A JP H02103423A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- input signal
- sensor
- phase
- blade
- 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.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 12
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 9
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims 2
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 abstract description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 1
- 230000005514 two-phase flow Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H11/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties
- G01H11/06—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties by electric means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D21/00—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for
- F01D21/04—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for responsive to undesired position of rotor relative to stator or to breaking-off of a part of the rotor, e.g. indicating such position
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H1/00—Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector
- G01H1/003—Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector of rotating machines
- G01H1/006—Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector of rotating machines of the rotor of turbo machines
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はセンサー、特に回転機械における振動検出用セ
ンサーに係わる。
ンサーに係わる。
従来、蒸気タービンの羽根の振動モードは回転する羽根
にひずみ計を設置し、測定情報を固設受信機に送ること
によフて測定された。しかし、びずみ計の耐用寿命が短
いため、この方法は好ましいと云えない。しかも、モニ
ターすべきすべての羽根にひずみ計を取り付けねばなら
ない、このような理由から新しいタイプのセンサーが研
究されて来た。
にひずみ計を設置し、測定情報を固設受信機に送ること
によフて測定された。しかし、びずみ計の耐用寿命が短
いため、この方法は好ましいと云えない。しかも、モニ
ターすべきすべての羽根にひずみ計を取り付けねばなら
ない、このような理由から新しいタイプのセンサーが研
究されて来た。
米国特許第４，５９３，５６６号には容量性センサーが
開示されている。それぞれの羽根の先端がセンサーを通
過すると、センサー及びこの羽根によって構成されるコ
ンデンサーのキャパシタンスが変化する。その結果、こ
のコンデンサーに対して小さい電流の流入及び流出が起
こる。これらの電流信号は２つの閾値検出器を通過する
。第１の可変正レベル・コンパレーターが第２のゼロ交
差コンパレーターをゲートする。このように構成するこ
とで、Ｓ／Ｎ比が高ければゼロ交差による正確なタイミ
ングが可能になるが、羽根先端がセンサーから遠く、Ｓ
／Ｎ比がゼロならゼロ交差コンパレーターがその動作を
抑止される。
開示されている。それぞれの羽根の先端がセンサーを通
過すると、センサー及びこの羽根によって構成されるコ
ンデンサーのキャパシタンスが変化する。その結果、こ
のコンデンサーに対して小さい電流の流入及び流出が起
こる。これらの電流信号は２つの閾値検出器を通過する
。第１の可変正レベル・コンパレーターが第２のゼロ交
差コンパレーターをゲートする。このように構成するこ
とで、Ｓ／Ｎ比が高ければゼロ交差による正確なタイミ
ングが可能になるが、羽根先端がセンサーから遠く、Ｓ
／Ｎ比がゼロならゼロ交差コンパレーターがその動作を
抑止される。
可変容量型センサーは本質的に高速性と堅牢性を備える
が、２相流の場合には満足な成果が得られない。即ち、
流れに起因する誘電特性の変化によってキャパシタンス
に変化が現われ、これが誤った結果を生む可能性がある
。
が、２相流の場合には満足な成果が得られない。即ち、
流れに起因する誘電特性の変化によってキャパシタンス
に変化が現われ、これが誤った結果を生む可能性がある
。
羽根の振動モニター用として光学センサーが採用されて
いるが、液滴を含む蒸気中での性能が低いこと、表面水
の屈折効果、浸食、酸化物などの粒子による光学面の汚
染のため、稼動中の蒸気タービン環境に長期間設置する
には不適当である。
いるが、液滴を含む蒸気中での性能が低いこと、表面水
の屈折効果、浸食、酸化物などの粒子による光学面の汚
染のため、稼動中の蒸気タービン環境に長期間設置する
には不適当である。
磁気センサーのような自己発電型センサーも研究されて
いる。顕著な撮動を測定するのに必要なタイミング精度
は４０ナノセコンド程度であり、このことは２５ＭＨｚ
のクロック周波数を意味する。磁気センサー及び増幅回
路の公称応答周波数は多くの場合２５ＭＨｚ以下である
。このように性能が３桁も違うことからこの種のセンサ
ーは実用に供されるまでには至っていない。従って、回
転機械の羽根の固設センサー通過を正確に検出できる装
置の実現が望まれる。
いる。顕著な撮動を測定するのに必要なタイミング精度
は４０ナノセコンド程度であり、このことは２５ＭＨｚ
のクロック周波数を意味する。磁気センサー及び増幅回
路の公称応答周波数は多くの場合２５ＭＨｚ以下である
。このように性能が３桁も違うことからこの種のセンサ
ーは実用に供されるまでには至っていない。従って、回
転機械の羽根の固設センサー通過を正確に検出できる装
置の実現が望まれる。
本発明は回転機械の羽根の固設センサー通過を検出する
装置に係わる。センサーは羽根がセンサーを通過するご
とに入力信号を発し、この入力信号が基準軸と交差する
ごとにゼロ交差検出器が出力信号を発する。移相器が入
力信号の位相をシフトすることにより、羽根のセンサー
への予想到達時間と一致するゲート信号を形成する。こ
のゲート信号にゲート装置が応答して、羽根のセンサー
への予想到達時間中に現われる出力信号を導通させる。
装置に係わる。センサーは羽根がセンサーを通過するご
とに入力信号を発し、この入力信号が基準軸と交差する
ごとにゼロ交差検出器が出力信号を発する。移相器が入
力信号の位相をシフトすることにより、羽根のセンサー
への予想到達時間と一致するゲート信号を形成する。こ
のゲート信号にゲート装置が応答して、羽根のセンサー
への予想到達時間中に現われる出力信号を導通させる。
本発明は回転機械の羽根の固設センサー通過を検出する
方法にも係わる。この方法では、羽根が固設センサーを
通過するごとに入力信号を形成し、入力信号が基準軸と
交差するごとに出力信号を形成する。入力信号を移相す
ることにより移相入力信号を形成し、この移相入力信号
を基準信号と比較することにより、羽根のセンサーへの
予想到達時間と一致するゲート信号を形成する。ゲート
信号に応答して出力信号を選択的に導通させる。
方法にも係わる。この方法では、羽根が固設センサーを
通過するごとに入力信号を形成し、入力信号が基準軸と
交差するごとに出力信号を形成する。入力信号を移相す
ることにより移相入力信号を形成し、この移相入力信号
を基準信号と比較することにより、羽根のセンサーへの
予想到達時間と一致するゲート信号を形成する。ゲート
信号に応答して出力信号を選択的に導通させる。
本発明は磁気センサーを利用する。磁気センサーは単純
かつ堅牢である。本発明の回路と併用すると、磁気セン
サーはすぐれた成果を生む。磁気センサーはタービンに
見られる苛酷な環境に好適である。本発明の上記利点及
びその他の長所は好ましい実施例に関する以下の説明か
ら明らかになるであろう。
かつ堅牢である。本発明の回路と併用すると、磁気セン
サーはすぐれた成果を生む。磁気センサーはタービンに
見られる苛酷な環境に好適である。本発明の上記利点及
びその他の長所は好ましい実施例に関する以下の説明か
ら明らかになるであろう。
本発明の理解及び実施を容易にするため、添付の図面に
沿って好ましい実施例を説明する。
沿って好ましい実施例を説明する。
磁気センサーのような単純な、自己発電型センサーを、
その周波数応答が明らかに劣るという理由から発明者以
外の研究者は無視して来た０本願の発明者は実験の結果
、本発明の回路と併用した場合に磁気センサーが隣接す
る羽根から発生する信号間の相互作用を回避するのに充
分な応答を示すことを立証した。
その周波数応答が明らかに劣るという理由から発明者以
外の研究者は無視して来た０本願の発明者は実験の結果
、本発明の回路と併用した場合に磁気センサーが隣接す
る羽根から発生する信号間の相互作用を回避するのに充
分な応答を示すことを立証した。
磁気センサーの使用に伴なう難点の１つはセンサーの出
力電圧が磁束変化率に比例するという事実に起因する。
力電圧が磁束変化率に比例するという事実に起因する。
磁束の大きさはセンサーと羽根の間隔に応じて異なり、
変化率は羽根先端速度に比例する。第１Ａ図は磁気セン
サーから発生する出力信号の振幅変化を示すと共に、コ
ンパレーター人力のトリップ電圧閾値Ｖ ＲＥＦを示す
。第１Ｂ図は電圧閾値よりも振幅の大きい信号がコンパ
レーターに入力された場合のコンパレーター出力信号を
示し、第１Ｃ図は電圧閾値よりも振幅の小さい信号が入
力された場合のコンパレーター出力を示す。第１Ｄ図は
この振幅感応性に起因する見かけ上タイムシフトを示す
。
変化率は羽根先端速度に比例する。第１Ａ図は磁気セン
サーから発生する出力信号の振幅変化を示すと共に、コ
ンパレーター人力のトリップ電圧閾値Ｖ ＲＥＦを示す
。第１Ｂ図は電圧閾値よりも振幅の大きい信号がコンパ
レーターに入力された場合のコンパレーター出力信号を
示し、第１Ｃ図は電圧閾値よりも振幅の小さい信号が入
力された場合のコンパレーター出力を示す。第１Ｄ図は
この振幅感応性に起因する見かけ上タイムシフトを示す
。
羽根／センサー間隔及び速度の影響を軽減する方法とし
て、ゼロ交差点における各信号を検出する。ゼロ交差検
出器はパルス振幅に対して不感応であり、従フて、間隔
及び速度の影響に対して不感応である。この不感応性を
示したのが第２Ａ及び２Ｂ図である。コンパレーター出
力を示す第２Ｂ図から明らかなように、第２Ａ図に示す
入力信号の振幅変化に関係なく、ゼロ交差点は変化しな
い。
て、ゼロ交差点における各信号を検出する。ゼロ交差検
出器はパルス振幅に対して不感応であり、従フて、間隔
及び速度の影響に対して不感応である。この不感応性を
示したのが第２Ａ及び２Ｂ図である。コンパレーター出
力を示す第２Ｂ図から明らかなように、第２Ａ図に示す
入力信号の振幅変化に関係なく、ゼロ交差点は変化しな
い。
簡単なゼロ交差検出器は、ノイズが存在すると誤トリガ
ーが生じるため不充分であることを発明者は発見した。
ーが生じるため不充分であることを発明者は発見した。
僅かな電圧変化でも羽根通過時間の途中にトリガーが起
こることになる。振動モニター・システムが正しく機能
するためには、羽根が通過するごとにパルスが１個だけ
、しかも反復的に起こらねばならない。誤動作のない本
発明のゼロ交差検出器１０を第３図に示した。
こることになる。振動モニター・システムが正しく機能
するためには、羽根が通過するごとにパルスが１個だけ
、しかも反復的に起こらねばならない。誤動作のない本
発明のゼロ交差検出器１０を第３図に示した。
第３図に示すように、磁気センサーから発生される第５
図に示すような信号が演算増幅器１２の反転及び非反転
入力端子間に入力される。演算増幅器１２の反転及び非
反転入力端子間にはインピータンス整合抵抗器１４も接
続されている。演算増幅器１２の出力端子において電圧
ｖＡが得られる。
図に示すような信号が演算増幅器１２の反転及び非反転
入力端子間に入力される。演算増幅器１２の反転及び非
反転入力端子間にはインピータンス整合抵抗器１４も接
続されている。演算増幅器１２の出力端子において電圧
ｖＡが得られる。
電圧■、Ａは演算増幅器１６の反転入力端子に人力され
る。演算増幅器１６の非反転入力端子には基準信号−Ｖ
ＲＥＦが入力される。演算増幅器１６の出力端子に出
力電圧ＶＤが現われる。
る。演算増幅器１６の非反転入力端子には基準信号−Ｖ
ＲＥＦが入力される。演算増幅器１６の出力端子に出
力電圧ＶＤが現われる。
電圧■、は抵抗器２０を介して演算増幅器１８の反転入
力端子にも入力される。なお、この演算増幅器の非反転
入力端子は接地されている。演算増幅器１８の出力端子
はコンデンサー２２を介して反転入力端子と接続してい
る。
力端子にも入力される。なお、この演算増幅器の非反転
入力端子は接地されている。演算増幅器１８の出力端子
はコンデンサー２２を介して反転入力端子と接続してい
る。
演算増幅器１８の出力端子は抵抗器２４を介して演算増
幅器２６の反転入力端子と接続する。演算増幅器２６の
非反転入力端子は接地されている。演算増幅器２６の出
力端子は抵抗器２８を介して該増幅器の反転入力端子と
接続する。演算増幅器２６の出力端子に電圧ＶＢが現わ
れる。
幅器２６の反転入力端子と接続する。演算増幅器２６の
非反転入力端子は接地されている。演算増幅器２６の出
力端子は抵抗器２８を介して該増幅器の反転入力端子と
接続する。演算増幅器２６の出力端子に電圧ＶＢが現わ
れる。
電圧ｖａは演算増幅器３０の反転入力端子に人力される
。正の基準電圧Ｖ ＲＥＦが演算増幅器３０の出力端子
に電圧ｖｃが現われる。
。正の基準電圧Ｖ ＲＥＦが演算増幅器３０の出力端子
に電圧ｖｃが現われる。
ＮＯＲゲート３２はその第１入力端子で信号ＶＣを、第
２入力端子で信号Ｖ。をそれぞれ受信する。ＮＯＲゲー
ト３２の出力端子に出力電圧■８が現われる。
２入力端子で信号Ｖ。をそれぞれ受信する。ＮＯＲゲー
ト３２の出力端子に出力電圧■８が現われる。
演算増幅器１６は入力信号ｖＡを基準電圧Ｖ−ＲＥＦと
比較する。演算増幅器１６はゼロ交差コンパレーターと
して作用し、入力信号■えが第４Ａ図に示すように基準
電圧によって決まる基準軸と交差するごとに第４Ｄ図に
示す出力パルスｖ０を発生させる。この出力パルス■。
比較する。演算増幅器１６はゼロ交差コンパレーターと
して作用し、入力信号■えが第４Ａ図に示すように基準
電圧によって決まる基準軸と交差するごとに第４Ｄ図に
示す出力パルスｖ０を発生させる。この出力パルス■。
はＮＯＲゲート３２に入力される。
入力信号ｖＡが演算増幅器１８によって移相されて移相
入力信号となり、演算増幅器２６によって増幅される。
入力信号となり、演算増幅器２６によって増幅される。
このように移相され、増幅された入力信号Ｖ！ｌを第４
Ｂ図に示した。信号■、は演算増幅器３０に入力され、
第４Ｂ図に示すような正の基準信号Ｖ Ｒｌｒと比較さ
れる。この比較の結果がゲート信号、即ち、第４Ｃ図に
示す電圧■。
Ｂ図に示した。信号■、は演算増幅器３０に入力され、
第４Ｂ図に示すような正の基準信号Ｖ Ｒｌｒと比較さ
れる。この比較の結果がゲート信号、即ち、第４Ｃ図に
示す電圧■。
である、ゲート信号はＮＯＲゲート３２に入力される。
ＮＯＲゲートは第４０及び４Ｄ図に示す信号を受信する
と、第４Ｅ図に示すような出力パルスＶ、を発生させる
。
と、第４Ｅ図に示すような出力パルスＶ、を発生させる
。
回路１０は入力信号■６を利用してパルス■。
を形成するだけでなく、ゲート信号をも形成し、このゲ
ート信号は入力信号から形成されるから、センサーへの
羽根の予想到達時間と一致する。ゲート信号のパルス幅
はセンサーへの羽根の予想到達時間にまたがる長さを有
し、ゲート信号がパルスＶＤのＮＯＲゲート３２の通過
を制御するために用いられる。ＮＯＲゲート３２はセン
サーへの羽根の予想到達時間中に現われる信号ＶＯだけ
を導通させ、演算増幅器１６から発生する誤パルスは導
通させない。第３図に示す回路１０によってノイズの影
響が排除され、羽根が固設磁気センサーを通過するごと
に唯一のパルス■アが発生する。第３図の回路１０は羽
根／センサー間隔及び速度の影響をも排除する。ＮＯＲ
ゲート３２から出力される信号Ｖ、は公知の態様で羽根
振動を測定する（図示しない）処理回路に人力される。
ート信号は入力信号から形成されるから、センサーへの
羽根の予想到達時間と一致する。ゲート信号のパルス幅
はセンサーへの羽根の予想到達時間にまたがる長さを有
し、ゲート信号がパルスＶＤのＮＯＲゲート３２の通過
を制御するために用いられる。ＮＯＲゲート３２はセン
サーへの羽根の予想到達時間中に現われる信号ＶＯだけ
を導通させ、演算増幅器１６から発生する誤パルスは導
通させない。第３図に示す回路１０によってノイズの影
響が排除され、羽根が固設磁気センサーを通過するごと
に唯一のパルス■アが発生する。第３図の回路１０は羽
根／センサー間隔及び速度の影響をも排除する。ＮＯＲ
ゲート３２から出力される信号Ｖ、は公知の態様で羽根
振動を測定する（図示しない）処理回路に人力される。
第３図の回路１０と併用できるセンサー３４を第５図に
示す。この磁気センサー３４は自己発電、可変リラクタ
ンス型トランスジューサーであり、電源を必要としない
。このようなセンサーは歯車の歯をカウントすることに
よって回転速度を測定するのに利用されることが多い、
多様な形状及びパッケージ・デザインのものが市販され
ており、用途に応じて選択すればよい。
示す。この磁気センサー３４は自己発電、可変リラクタ
ンス型トランスジューサーであり、電源を必要としない
。このようなセンサーは歯車の歯をカウントすることに
よって回転速度を測定するのに利用されることが多い、
多様な形状及びパッケージ・デザインのものが市販され
ており、用途に応じて選択すればよい。
本発明と併用されるセンサーは、例えば、極めて強力な
マグネット３６を含む。センサー筺体３７はステンレス
スチール棒材の単一片から機械加工すればよく、特殊な
密封コネクター４２に電子ビーム溶接によりこれを囲む
。マグネット３６は磁極片３８と協働する。ピックアッ
プ・コイル４０は信号線によって第３図の演算増幅器１
２に供給される信号を発生させる。
マグネット３６を含む。センサー筺体３７はステンレス
スチール棒材の単一片から機械加工すればよく、特殊な
密封コネクター４２に電子ビーム溶接によりこれを囲む
。マグネット３６は磁極片３８と協働する。ピックアッ
プ・コイル４０は信号線によって第３図の演算増幅器１
２に供給される信号を発生させる。
センサー３４の内部構造は５５０＠Ｆ （２８７，８℃
）で動作に適するものでなければならない。このような
センサーはＮｏｒｔｈ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｐｈ１ｌｌ
ｉｐｓの一部門であるＡｌｒｐａｘ、またはＥｌｅｃｔ
ｒｏ−Ｐｒｏｄｕｃｔｓから入手することができる。
）で動作に適するものでなければならない。このような
センサーはＮｏｒｔｈ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｐｈ１ｌｌ
ｉｐｓの一部門であるＡｌｒｐａｘ、またはＥｌｅｃｔ
ｒｏ−Ｐｒｏｄｕｃｔｓから入手することができる。
例えばセンサー３４のようなセンサーをタービンに取り
付ける態様は公知であり、例えば、Ｌｕｏｎｇｏの１９
８６年３月４日付米国特許第４，５７３，３５８号に開
示されている。センサーから羽根表面までの距離は１５
０乃至２５０ミル（０，０３８１乃至０．０６３５ｍｍ
） 、表面速度は２，０００フイート（６０９，６ｍ）
／ ｓｅｃ以上であればよい。
付ける態様は公知であり、例えば、Ｌｕｏｎｇｏの１９
８６年３月４日付米国特許第４，５７３，３５８号に開
示されている。センサーから羽根表面までの距離は１５
０乃至２５０ミル（０，０３８１乃至０．０６３５ｍｍ
） 、表面速度は２，０００フイート（６０９，６ｍ）
／ ｓｅｃ以上であればよい。
本発明は回転機械の羽根の固設センサー通過を検出する
方法にも係わる。本発明の方法では、羽根が固設センサ
ーを通過するごとに入力信号を発生させ、入力信号が基
準軸と交差するごとに出力信号を発生させる。入力信号
を移相させて移相入力信号を形成し、これを基準信号と
比較することによりセンサーへの羽根の予想到達時間と
一致するゲート信号を形成する。このゲート信号に応答
して選択的に出力信号を導通させる。
方法にも係わる。本発明の方法では、羽根が固設センサ
ーを通過するごとに入力信号を発生させ、入力信号が基
準軸と交差するごとに出力信号を発生させる。入力信号
を移相させて移相入力信号を形成し、これを基準信号と
比較することによりセンサーへの羽根の予想到達時間と
一致するゲート信号を形成する。このゲート信号に応答
して選択的に出力信号を導通させる。
要約すれば、本発明は磁気センサーに固有の周波数応答
の低さと、距離及び速度感応性を克服できる装置及び方
法に係わり、第３図に示すような誤動作のないゼロ交差
検出器を提供することでこれを達成する。同じ入力信号
を利用することで、出力パルスを形成するだけでなくこ
の出力パルスを選択的に導通させるゲート信号をも形成
し、出力信号を誤って発生させるノイズの影響を排除す
る。磁気センサーは本来簡単かつ堅牢であり、タービン
の苛酷な環境に耐え得るように構成することが可能であ
る。本発明の装置及び方法によって形成される信号を公
知態様で利用することにより、豊富な振動情報を抽出で
きる。羽根の振動だけでなく、羽根通過時間データも静
たわみ、または回転中の羽根のねじれ戻り状態を検出す
ることができる。
の低さと、距離及び速度感応性を克服できる装置及び方
法に係わり、第３図に示すような誤動作のないゼロ交差
検出器を提供することでこれを達成する。同じ入力信号
を利用することで、出力パルスを形成するだけでなくこ
の出力パルスを選択的に導通させるゲート信号をも形成
し、出力信号を誤って発生させるノイズの影響を排除す
る。磁気センサーは本来簡単かつ堅牢であり、タービン
の苛酷な環境に耐え得るように構成することが可能であ
る。本発明の装置及び方法によって形成される信号を公
知態様で利用することにより、豊富な振動情報を抽出で
きる。羽根の振動だけでなく、羽根通過時間データも静
たわみ、または回転中の羽根のねじれ戻り状態を検出す
ることができる。
以上に本発明をその実施例に関連して説明したが、当業
者には明らかなように種々の変更を加えることができ、
頭書した特許請求の範囲にはこれらの変更も含まれるも
のとする。
者には明らかなように種々の変更を加えることができ、
頭書した特許請求の範囲にはこれらの変更も含まれるも
のとする。
【図面の簡単な説明】
第１Ａ、ＩＢ、ＩＣ及びＩＤ図はそれぞれ入力信号の振
幅変化、振幅の大きい入力信号の前縁コンパレーター出
力、振幅の小さい入力信号の前縁コンパレーター出力、
及び振幅感応性によるタイムシフトを示す。 第２Ａ及び２Ｂ図はそれぞれ入力信号の振幅変化及びト
リップ闇値である０ボルトに対する前縁コンパレーター
出力を示す。 第３図は磁気センサーから発生する信号を処理するため
の本発明の回路の好ましい実施例を示す。 第４Ａ−４Ｅ図は第３図に示した回路の動作を説明する
ための種々の信号を示す。 第５図は典型的な磁気センサーを示す。 （以 下 余 白） ０・・・・ゼロ交差検出器 ２．１６．１８．２６・・・・演算増幅器４・・・・セ
ンサー ６・・・・マグネット ８・・・・磁極片 ０・・・・ピックアップ・コイル 出願人： ウェスチンクへウス・エレクトリック・コ
ーポレーション化 理 人：加 藤 紘 一部（ほか１
名）ＦＩＧ、ＩＤ ＦＩＧ、２Ｂ
幅変化、振幅の大きい入力信号の前縁コンパレーター出
力、振幅の小さい入力信号の前縁コンパレーター出力、
及び振幅感応性によるタイムシフトを示す。 第２Ａ及び２Ｂ図はそれぞれ入力信号の振幅変化及びト
リップ闇値である０ボルトに対する前縁コンパレーター
出力を示す。 第３図は磁気センサーから発生する信号を処理するため
の本発明の回路の好ましい実施例を示す。 第４Ａ−４Ｅ図は第３図に示した回路の動作を説明する
ための種々の信号を示す。 第５図は典型的な磁気センサーを示す。 （以 下 余 白） ０・・・・ゼロ交差検出器 ２．１６．１８．２６・・・・演算増幅器４・・・・セ
ンサー ６・・・・マグネット ８・・・・磁極片 ０・・・・ピックアップ・コイル 出願人： ウェスチンクへウス・エレクトリック・コ
ーポレーション化 理 人：加 藤 紘 一部（ほか１
名）ＦＩＧ、ＩＤ ＦＩＧ、２Ｂ
Claims (9)
- （１）羽根が通過するごとに入力信号を発する固設セン
サー手段と、前記入力信号が基準軸と交差するごとに出
力信号を発するゼロ交差検出手段を有する、回転機械の
羽根の固設センサー通過を検出する装置であって、羽根
の前記センサー手段への予想到達時間と一致するゲート
信号を形成するため前記入力信号の位相をシフトする手
段と、前記ゲート信号に応答して、羽根の前記センサー
手段への予想到達時間中に現われる出力信号を導通する
ゲート手段とを備えたことを特徴とする装置。 - （２）前記固設センサー手段が磁気センサーを含むこと
を特徴とする請求項第（１）項に記載の装置。 - （３）前記入力信号の位相をシフトする前記手段が前記
入力信号の位相を９０°だけシフトする移相器を含むこ
とを特徴とする請求項第（２）項に記載の装置。 - （４）位相をシフトされた前記入力信号を基準信号と比
較するコンパレーター手段をも含み、前記比較の結果に
応答して前記ゲート信号が出力されることを特徴とする
請求項第（３）項に記載の装置。 - （５）前記ゲート手段がデジタル論理ゲートを含むこと
を特徴とする請求項第（４）項に記載の装置。 - （６）前記論理ゲートがＮＯＲゲートを含むことを特徴
とする請求項第（５）項に記載の装置。 - （７）前記ゼロ交差検出手段が第１入力端子において前
記入力信号を受信し、第２入力端子において基準信号を
受信する演算増幅器を含むことを特徴とする請求項第（
４）項に記載の装置。 - （８）回転機械の羽根の固設センサー通過を検出する方
法であって、羽根が固設センサー手段を通過するごとに
入力信号を形成し、前記入力信号が基準軸と交差するご
とに出力信号を形成し、前記入力信号の位相をシフトす
ることによって位相をシフトされた入力信号を形成し、
前記位相をシフトされた入力信号を基準信号と比較する
ことにより、羽根の前記センサー手段への予想到達時間
と一致するゲート信号を形成し、前記ゲート信号に応答
して選択的に前記出力信号を導通させる段階から成るこ
とを特徴とする方法。 - （９）入力信号形成段階が固設磁気センサーによる入力
信号形成を含むことを特徴とする請求項第（６）項に記
載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US205,770 | 1988-06-13 | ||
| US07/205,770 US4922757A (en) | 1988-06-13 | 1988-06-13 | Apparatus for precise detection of blade passing times in a steam turbine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02103423A true JPH02103423A (ja) | 1990-04-16 |
Family
ID=22763579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1150337A Pending JPH02103423A (ja) | 1988-06-13 | 1989-06-13 | 羽根の通過を検出する方法及び装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4922757A (ja) |
| JP (1) | JPH02103423A (ja) |
| KR (1) | KR900000690A (ja) |
| CN (1) | CN1018862B (ja) |
| ES (1) | ES2015155A6 (ja) |
| IT (1) | IT1232809B (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007162695A (ja) * | 2005-12-14 | 2007-06-28 | Hamilton Sundstrand Corp | マイクロ波エネルギーによってロータブレードの到達時間と厚さを測定するシステム |
| JP2010276438A (ja) * | 2009-05-28 | 2010-12-09 | Ihi Corp | 回転翼の非接触翼振動計測方法 |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1223867B (it) * | 1988-10-25 | 1990-09-29 | Marelli Autronica | Circuito per il trattamento del segnale generato da un sensore elettromagnetico di rotazione del tipo a riluttanza variabile |
| US5015949A (en) * | 1988-12-22 | 1991-05-14 | Westinghouse Electric Corp. | Steam turbine blade arrival time processor with automatic gain control |
| US5153513A (en) * | 1990-05-25 | 1992-10-06 | Zexel Corporation | Apparatus for processing output signal of sensor with magnetic rotary member |
| US5121061A (en) * | 1990-08-16 | 1992-06-09 | Milton Roy Company | Phase correction for streaming current signal |
| US5148711A (en) * | 1990-11-01 | 1992-09-22 | Westinghouse Electric Corp. | Apparatus and method for removing common mode vibration data from digital turbine blade vibration data |
| US5507089A (en) * | 1992-05-22 | 1996-04-16 | Component Sales & Consultants, Inc. | Method of assembly of a variable reluctance sensor |
| US5278496A (en) * | 1992-05-22 | 1994-01-11 | Component Sales & Consultants, Inc. | High output and environmentally impervious variable reluctance sensor |
| US5352090A (en) * | 1992-08-07 | 1994-10-04 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | System for determining aerodynamic imbalance |
| US5723980A (en) * | 1995-06-07 | 1998-03-03 | Aerogage Corporation | Clearance measurement system |
| US5761956A (en) * | 1995-10-17 | 1998-06-09 | Westinghouse Electric Corporation | Passive combustion turbine blade vibration monitor sensor |
| US5865599A (en) * | 1997-03-11 | 1999-02-02 | United Technologies Corporation | System and process for direct blade angle measurement in propulsion systems |
| SE510060C2 (sv) * | 1997-08-29 | 1999-04-12 | Kvaerner Turbin Ab | Metod och anordning för detektering av glapp i lagringar och manövermekanismer hos ett löphjul eller rotor med vridbara skovlar |
| GB2344177A (en) * | 1998-10-19 | 2000-05-31 | Rotadata Ltd | Detecting vibration of turbine blades |
| US7023205B1 (en) * | 2000-08-01 | 2006-04-04 | General Dynamics Advanced Information Systems, Inc. | Eddy current sensor capable of sensing through a conductive barrier |
| US6692222B2 (en) | 2002-05-14 | 2004-02-17 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Micro gas turbine engine with active tip clearance control |
| US20050122095A1 (en) * | 2003-12-05 | 2005-06-09 | Dooley Kevin A. | Rotation sensor and method |
| US7824147B2 (en) * | 2006-05-16 | 2010-11-02 | United Technologies Corporation | Airfoil prognosis for turbine engines |
| US7326917B2 (en) * | 2006-06-22 | 2008-02-05 | Siemens Power Generation, Inc. | Wear monitor for turbo-machine |
| US7827803B1 (en) * | 2006-09-27 | 2010-11-09 | General Electric Company | Method and apparatus for an aerodynamic stability management system |
| US8018225B2 (en) * | 2008-11-25 | 2011-09-13 | General Electric Company | System and method for sensing the periodic position of an object |
| US7941281B2 (en) * | 2008-12-22 | 2011-05-10 | General Electric Company | System and method for rotor blade health monitoring |
| DK2339173T3 (en) * | 2009-12-22 | 2015-05-26 | Siemens Ag | Vingeafbøjningsmåling with magnetostrictive sensor |
| US8478547B2 (en) * | 2010-08-09 | 2013-07-02 | General Electric Company | Blade monitoring system |
| CN102890454A (zh) * | 2011-07-22 | 2013-01-23 | 延锋伟世通汽车电子有限公司 | 一种控制产品加工时间的装置 |
| CN117270061B (zh) * | 2023-11-17 | 2024-01-30 | 江苏多维科技有限公司 | 一种铁磁材料检测方法及检测设备 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3222454A (en) * | 1962-06-18 | 1965-12-07 | Hughes Aircraft Co | Digital comparison circuits |
| US3505537A (en) * | 1967-03-09 | 1970-04-07 | Rca Corp | Signal envelope discriminator and gating circuit |
| US3932813A (en) * | 1972-04-20 | 1976-01-13 | Simmonds Precision Products, Inc. | Eddy current sensor |
| US3944936A (en) * | 1974-08-07 | 1976-03-16 | Rca Corporation | Zero crossover detector |
| US4013967A (en) * | 1976-04-29 | 1977-03-22 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Mid-pulse detector |
| US4518917A (en) * | 1982-08-31 | 1985-05-21 | Westinghouse Electric Corp. | Plural sensor apparatus for monitoring turbine blading with undesired component elimination |
| US4609869A (en) * | 1983-04-13 | 1986-09-02 | Electro Corporation | Magnetic sensor and circuit for detecting the edge of a target as it passes the centerline of the sensor |
| GB8318509D0 (en) * | 1983-07-08 | 1983-08-10 | Rolls Royce | Vibration monitoring in rotary blade machines |
| US4605889A (en) * | 1984-08-21 | 1986-08-12 | Resolvex Corporation | Brushless tachometer/synchro |
| US4573358A (en) * | 1984-10-22 | 1986-03-04 | Westinghouse Electric Corp. | Turbine blade vibration detection apparatus |
-
1988
- 1988-06-13 US US07/205,770 patent/US4922757A/en not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-06-12 IT IT8941631A patent/IT1232809B/it active
- 1989-06-12 ES ES8902047A patent/ES2015155A6/es not_active Expired - Lifetime
- 1989-06-13 CN CN89104091A patent/CN1018862B/zh not_active Expired
- 1989-06-13 JP JP1150337A patent/JPH02103423A/ja active Pending
- 1989-06-13 KR KR1019890008103A patent/KR900000690A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007162695A (ja) * | 2005-12-14 | 2007-06-28 | Hamilton Sundstrand Corp | マイクロ波エネルギーによってロータブレードの到達時間と厚さを測定するシステム |
| JP2010276438A (ja) * | 2009-05-28 | 2010-12-09 | Ihi Corp | 回転翼の非接触翼振動計測方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IT8941631A0 (it) | 1989-06-12 |
| US4922757A (en) | 1990-05-08 |
| KR900000690A (ko) | 1990-01-31 |
| IT1232809B (it) | 1992-03-05 |
| ES2015155A6 (es) | 1990-08-01 |
| CN1018862B (zh) | 1992-10-28 |
| CN1038700A (zh) | 1990-01-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH02103423A (ja) | 羽根の通過を検出する方法及び装置 | |
| EP0359422B1 (en) | Inductive speed sensor | |
| US4142153A (en) | Tachometer for measuring speed and direction of shaft rotation with a single sensing element | |
| US5015949A (en) | Steam turbine blade arrival time processor with automatic gain control | |
| US3053087A (en) | Flowmeter | |
| CA2409443A1 (en) | Method and apparatus for determining the direction and rate of a rotating element | |
| US4592240A (en) | Electrical-charge sensing flowmeter | |
| US4324144A (en) | Turbine flowmeter | |
| US4704907A (en) | Electromagnetic flowmeter with triangular flux drive | |
| JP3352366B2 (ja) | パルス信号発生装置 | |
| US3878716A (en) | Karman vortex shedder | |
| US4109526A (en) | Turbine meter for bi-directional measurement of fluid flow | |
| KR890007059A (ko) | 계수형 계측기기의 계수오류 검출장치 | |
| JP2742551B2 (ja) | 回転センサ | |
| US3894430A (en) | Electromagnetic flowmeter | |
| US4159645A (en) | Electromagnetic fluid flow meter with tolerance to spurious signals | |
| JPH0447249B2 (ja) | ||
| JP2856521B2 (ja) | 電磁流量計 | |
| US3995484A (en) | Electromagnetic flowmeter characterized by zero quadrature signal | |
| JP3174753B2 (ja) | 回転検出器 | |
| US4516427A (en) | Quartz rate sensor | |
| SU1323945A1 (ru) | Устройство дл импульсного вихретокового контрол | |
| KR900003440Y1 (ko) | 회전신호 발생장치 | |
| SU1462214A1 (ru) | Устройство дл контрол изменени воздушного зазора синхронной электрической машины | |
| SU1763892A1 (ru) | Датчик расхода |