JPH0943105A - Method for diagnosing bearing section of rotary equipment, method for estimating remaining service life of it, and system for diagnosing it - Google Patents
Method for diagnosing bearing section of rotary equipment, method for estimating remaining service life of it, and system for diagnosing itInfo
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- JPH0943105A JPH0943105A JP7218222A JP21822295A JPH0943105A JP H0943105 A JPH0943105 A JP H0943105A JP 7218222 A JP7218222 A JP 7218222A JP 21822295 A JP21822295 A JP 21822295A JP H0943105 A JPH0943105 A JP H0943105A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、回転機器の軸受
部、例えば軸受部に使用されているベアリングなどの異
常を診断したり、その余寿命を推定する方法及びこれら
の方法を実施するための診断システムに関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of diagnosing an abnormality in a bearing portion of a rotating machine, for example, a bearing used in the bearing portion, and estimating a remaining life thereof, and a method for implementing these methods. It concerns a diagnostic system.
【０００２】[0002]
【従来の技術】回転する機器の軸受部には一般的にベア
リングが装着されているが、当該回転機器が発生する振
動や騒音を周波数分析すると共に、このベアリングの部
位（球、内輪、外輪など）の寸法や個数の情報から、該
ベアリングの異常や余寿命を推定する方法、装置が従来
から提案されている。本出願人も、先に特開平５−２０
９７８２において「軸受異常予知装置」を開示してい
る。2. Description of the Related Art Generally, a bearing is mounted on a bearing of a rotating device, and the vibration and noise generated by the rotating device are frequency-analyzed and the parts of the bearing (sphere, inner ring, outer ring, etc.) are analyzed. The method and device for estimating the abnormality and the remaining life of the bearing from the information of the size and the number of () have been conventionally proposed. The applicant of the present invention has also previously disclosed in Japanese Patent Laid-Open No.
9782 discloses a "bearing abnormality prediction device".
【０００３】この先行開示技術では、マイクロフォンで
計測した回転機器の軸受からの音を、包絡線処理した後
に周波数分析計で周波数の成分強度を分析し、さらに初
期正常時の監視周波数の成分強度に対するその倍率を計
算し、この倍率から異常や余寿命を推定するようにして
いる。そして周波数分析にあたっては、フーリェ関数を
直交化した高速フーリェ変換（ＦＦＴ）を用い、傷が拡
大することを仮定して傷の衝突周期（監視周波数）を計
算し、監視周波数における信号強度の増加から傷の発生
と傷の拡大を推定してきた。In this prior art, the sound from the bearing of the rotating equipment measured by a microphone is subjected to envelope processing and then the frequency component intensity is analyzed by a frequency analyzer. The magnification is calculated, and the abnormality and the remaining life are estimated from this magnification. In frequency analysis, the fast Fourier transform (FFT), which is an orthogonalization of the Fourier function, is used to calculate the collision cycle (surveillance frequency) of the flaw, assuming that the flaw expands. From the increase in signal strength at the surveillance frequency, It has estimated the occurrence of scratches and the spread of scratches.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、各部位
に生ずる傷は１箇所とは限らない。傷や傷の拡大が複数
箇所になると計算できる監視周波数だけでなく、それと
は異なった周波数に振幅の大きな信号が観測されること
がある。また傷どうしの衝突によって、振幅の大きな信
号に揺らぎ、即ち非線形な現象が見られることがある。
この現象が従来の異常予知の精度に限界を与えていた。However, the number of scratches on each part is not limited to one. When there are multiple scratches or spreads of scratches, not only the monitoring frequency that can be calculated but also a signal with a large amplitude may be observed at a different frequency. Further, due to collision between scratches, a signal with large amplitude may fluctuate, that is, a non-linear phenomenon may be observed.
This phenomenon has limited the accuracy of conventional abnormality prediction.
【０００５】このような異常予知の精度を改善するため
には、これらの現象を解明し、信号の時間変化を追跡す
ることが必要であるが、高速フーリェ変換は元々調和振
動を解析する手段であるから、そのような時間解析が不
能である。In order to improve the accuracy of such anomaly prediction, it is necessary to elucidate these phenomena and track the time change of the signal, but the fast Fourier transform is originally a means for analyzing harmonic vibrations. Therefore, such time analysis is impossible.
【０００６】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、従来よりも異常予知、余寿命の推定精度を向上さ
せた、回転機器の軸受部の診断方法、回転機器の軸受部
の余寿命推定方法及びこれらの方法を実施するのに適し
た回転機器の軸受部の診断システムを提供することをそ
の目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a method of diagnosing a bearing part of a rotating machine and a remaining life of a bearing part of a rotating machine, which have improved abnormality prediction and estimation accuracy of the remaining life as compared with the prior art. It is an object of the present invention to provide an estimating method and a diagnostic system for a bearing of a rotating machine suitable for implementing these methods.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、発明者らは、マイクロフォンで計測された音信号を
非調和振動として近似でき、しかも時間軸を移動するこ
とによって局所的に（即ちある程度限られた時間内で）
信号波形の変化を捕らえることができ、そのうえ周波数
帯域で別々の解像度を定義することで分解能を任意に変
化できる関数を解析に導入することにした。このような
関数としては、例えばウェーブレット関数を挙げること
ができる。In order to achieve the above object, the present inventors can approximate a sound signal measured by a microphone as an anharmonic vibration, and locally (that is, to some extent by moving the time axis). Within limited time)
We decided to introduce a function into the analysis that can capture the changes in the signal waveform and, moreover, define the resolution separately in the frequency band and can change the resolution arbitrarily. An example of such a function is a wavelet function.
【０００８】ウェーブレット関数はノイズのように周期
の定まらない非線形の関数であるが、直交変換してでき
る逆関数が得られれば、ウェーブレット関数に代えて、
パルスを模擬した連続のデルタ関数等を利用してもよ
い。The wavelet function is a non-linear function whose period is not fixed like noise. However, if an inverse function obtained by orthogonal transformation is obtained, the wavelet function is replaced by
A continuous delta function or the like simulating a pulse may be used.
【０００９】そして請求項１によれば、回転機器の軸受
部から発生する音を利用して、当該軸受部の異常を診断
する方法であって、有指向性マイクロフォンによって対
象となる回転機器の軸受部の発生音を計測し、この計測
した音をディジタル信号に変換し、前記ディジタル信号
化された音信号の時間軸を過去に遡って移動し（少なく
とも監視時間分遡って移動し）、移動させた後における
予め設定した監視時間の範囲において、周波数の解像度
を変化させることによって周期的な波形を取り除いて不
規則な波形を捕らえ、前記不規則な波形の大きさを示す
振幅値の前記監視時間における平均値と、予め設定した
異常を示す閾値とを比較することによって、前記軸受部
を診断することを特徴とする、回転機器の軸受部の診断
方法が提供される。According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of diagnosing an abnormality of a bearing part of a rotating device by utilizing a sound generated from the bearing part of the rotating device, the bearing of the target rotating device using a directional microphone. The sound generated by the part is measured, the measured sound is converted into a digital signal, and the time axis of the sound signal converted into the digital signal is moved backward (moved backward by at least the monitoring time) and moved. In the range of the preset monitoring time after, the periodic waveform is removed by changing the frequency resolution to capture the irregular waveform, and the monitoring time of the amplitude value indicating the magnitude of the irregular waveform. There is provided a method for diagnosing a bearing portion of a rotating device, which comprises diagnosing the bearing portion by comparing an average value of the above with a threshold value indicating a preset abnormality.
【００１０】なお本願発明でいう回転機器の軸受部から
発生する音を利用する際の「音」とは、可聴域か否かは
問わないものである。また「監視時間」とは、回転機器
の軸の回転周期の整数倍の長さを監視時刻から遡った時
間をいう。より詳述すれば、いま有指向性マイクロフォ
ンを用いて、監視対象となる機器の騒音を計測した結
果、図１に示した騒音信号の波形が得られたとする。な
お当該機器の軸の回転周期はＴ［ｓｅｃ］とする。この
ときたとえば監視時刻が１３：４０であった場合、１
３：４０から遡り、図２に示したように、軸の回転周期
Ｔ［ｓｅｃ］の整数倍の時間が監視時間になる。It should be noted that the "sound" when utilizing the sound generated from the bearing portion of the rotating device in the present invention does not matter whether it is in the audible range or not. Further, the "monitoring time" means a time obtained by tracing back an integer multiple of the rotation cycle of the shaft of the rotating device from the monitoring time. More specifically, it is assumed that the noise signal waveform shown in FIG. 1 is obtained as a result of measuring the noise of the device to be monitored using the directional microphone. The rotation cycle of the shaft of the device is T [sec]. At this time, for example, if the monitoring time is 13:40, 1
Going back from 3:40, as shown in FIG. 2, the monitoring time is an integral multiple of the axis rotation period T [sec].
【００１１】請求項１の診断方法を、例えば回転機器が
多数設置された区画内において実施する場合、予め決め
た所定の計測順位に従って各回転機器の軸受部に対し機
器側から一定距離にある位置に有指向性マイクロフォン
を順次移動させて停止させる。そして集音される各軸受
部の音をディジタル信号に変換し、これを計測時刻毎に
収録する。When the diagnosis method according to claim 1 is carried out, for example, in a compartment in which a large number of rotating devices are installed, a position at a certain distance from the device side with respect to the bearing portion of each rotating device is determined in accordance with a predetermined measurement order. Then, the directional microphone is sequentially moved and stopped. Then, the collected sound of each bearing portion is converted into a digital signal and recorded at each measurement time.
【００１２】ディジタル変換された音信号には目的とす
る回転機器の軸受部からの音信号の他に、他の機器から
の音信号が雑音情報として混合している。これら他の機
器の音成分のうち、高周波成分は距離減衰するので（低
周波成分より散乱しやすいので）、例えばマイクロフォ
ンとして、超音波域（２０ｋＨｚを越える周波数、より
好ましくは５０ｋＨｚまでの周波数）を計測できるマイ
クロフォンを使用することによって、目的とする回転機
器の軸受部からの音信号を検出する効率は良好になる。In the digitally converted sound signal, in addition to the sound signal from the bearing portion of the target rotating device, the sound signal from another device is mixed as noise information. Of the sound components of these other devices, high-frequency components are attenuated over distance (because they are more likely to be scattered than low-frequency components), so that, for example, as a microphone, the ultrasonic range (frequency exceeding 20 kHz, more preferably frequency up to 50 kHz) The use of a measurable microphone improves the efficiency of detecting the sound signal from the bearing of the target rotating device.
【００１３】次いでディジタル信号化された音信号の時
間軸を過去に遡って移動して、予め設定した監視時間の
範囲において、周波数の解像度を変化させることによっ
て周期的な波形を取り除いて不規則な波形を捕らえるよ
うにしているので、従来検出できなかった非線形の振
動、つまり複数の傷の発生に起因して振幅の大きな信号
が規則正しい周波では現れない衝突周期を見過ごすこと
はない。また既述したウェーブレット関数のように、周
波数帯域で異なった解像度を定義できる関数を用いてい
ることで、低周波域の音情報を容易にマスクすることが
できる。即ち、周期的な波を直交化によって取り除いて
いるので、結果的にフィルタと同じ効果が得られる。Then, the time axis of the sound signal converted into a digital signal is moved backward in the past, and the frequency resolution is changed within a preset monitoring time range to remove the periodic waveform, thereby making it irregular. Since the waveform is captured, it is possible to avoid overlooking the collision period in which a signal having a large amplitude does not appear at a regular frequency due to the occurrence of a non-linear vibration that cannot be detected conventionally, that is, a plurality of scratches. Further, by using a function that can define different resolutions in the frequency band like the wavelet function described above, it is possible to easily mask the sound information in the low frequency range. That is, since the periodic waves are removed by orthogonalization, the same effect as the filter can be obtained as a result.
【００１４】そして前記非線形の振動の振幅の大きな値
が、予め設定した軸受部の以上を示す値、つまり閾値を
越えていれば異常と判断するが、この場合、複数の傷な
どによる非線形な異常信号の発生に対応するには、特定
周期の監視ではなく、監視振幅の大きさ、つまり監視時
間における平均値を監視するしかない。但し監視時間が
長いと、異常な騒音波形が平均化されてしまい、異常の
検出感度が鈍くなるため、本発明における監視時間とし
ては、１０Ｔ［ｓｅｃ］程度が適当である（なお「Ｔ」
は、対象とする回転機器の軸の回転周期である）。If the large value of the amplitude of the non-linear vibration exceeds a preset value of the bearing, that is, if it exceeds a threshold value, it is judged as abnormal. In this case, the non-linear abnormality due to a plurality of scratches or the like is caused. The only way to cope with the generation of a signal is to monitor the magnitude of the monitoring amplitude, that is, the average value during the monitoring time, instead of monitoring the specific period. However, if the monitoring time is long, the abnormal noise waveform is averaged and the detection sensitivity of the abnormality becomes dull, so about 10 T [sec] is appropriate as the monitoring time in the present invention (note that “T”).
Is the rotation cycle of the axis of the target rotating equipment).
【００１５】また複数の監視時間毎のこの振幅値の時系
列データが増加傾向にあれば、例えば指数関数を用いた
回帰式などで近似し、回帰式から外挿法を利用して破壊
の時刻を計算し、計測時点から予め設定した異常値、即
ち破壊までの時間を余寿命時間として推定できる。請求
項２の余寿命推定方法はかかる手法を用いたものであ
る。即ち、請求項２の回転機器の軸受部の余寿命推定方
法は、有指向性マイクロフォンによって対象となる回転
機器の軸受部の発生音を計測し、この計測した音をディ
ジタル信号に変換し、前記ディジタル信号化された音信
号の時間軸を過去に遡って移動し、移動させた後におけ
る予め設定した監視時間の範囲において、周波数の解像
度を変化させることによって周期的な波形を取り除いて
不規則な波形を捕らえ、前記不規則な波形の大きさを示
す振幅値の前記監視時間における平均値を算出し、複数
の監視時間毎に得たこの算出結果の時経列データに基づ
いて、予め設定した異常値に至るまでの時間を計算し
て、前記軸受部の余寿命を推定することを特徴としてい
る。この複数の監視時間は、例えば１日に数回監視時間
を設定するなどして、これをある程度長期間に渡って連
続して行うことによって得られるデータが適している。If the time series data of this amplitude value for each of a plurality of monitoring times tends to increase, it is approximated by, for example, a regression equation using an exponential function, and the time of destruction is calculated by extrapolation from the regression equation. Can be calculated, and a preset abnormal value from the time of measurement, that is, the time until destruction can be estimated as the remaining life time. The remaining life estimation method according to claim 2 uses such a method. That is, the method of estimating the remaining life of the bearing portion of the rotating device according to claim 2 measures the sound generated by the bearing portion of the target rotating device by the directional microphone, converts the measured sound into a digital signal, and The time axis of the digital signalized sound signal is moved backward in the past, and the periodic waveform is removed by changing the frequency resolution within the preset monitoring time range after the movement to remove the irregular waveform. Capture the waveform, calculate the average value of the amplitude value indicating the size of the irregular waveform in the monitoring time, based on the time-series data of this calculation result obtained for each of a plurality of monitoring time, preset It is characterized in that the remaining life of the bearing portion is estimated by calculating the time to reach an abnormal value. As the plurality of monitoring times, for example, data obtained by continuously setting the monitoring time several times a day for a certain period of time is suitable.
【００１６】ところで回転機器は、所定のエリアに複数
設置される場合があるが、その場合には、無指向性マイ
クロフォンを用いてその異常を診断したり、余寿命を推
定することが可能である。即ち、請求項３はいわば広域
監視型の診断方法であって、あるエリアに存在する同一
回転周期をもった複数の回転機器の軸受部から発生する
音を利用して、このエリア内の回転機器の軸受部の異常
を診断する方法であって、少なくとも１つの無指向性マ
イクロフォンによって前記エリア内の回転機器の軸受部
の発生音を計測し、これら無指向性マイクロフォンの数
は、各無指向性マイクロフォンで感知できる警戒範囲の
集合範囲内に、前記エリアが（遺漏なく）包含されるよ
うに設定し、各無指向性マイクロフォンによって計測し
た音をディジタル信号に変換し、前記ディジタル信号化
された音信号の時間軸を過去に遡って移動し、移動させ
た後における予め設定した監視時間の範囲において、周
波数の解像度を変化させることによって周期的な波形を
取り除いて不規則な波形を捕らえ、前記不規則な波形の
大きさを示す振幅値の前記監視時間における平均値と、
予め設定した異常を示す閾値とを、各無指向性マイクロ
フォンごとに比較することによって、前記エリア内の回
転機器の軸受部を診断することを特徴とするものであ
る。By the way, a plurality of rotating devices may be installed in a predetermined area. In that case, it is possible to diagnose the abnormality and estimate the remaining life by using an omnidirectional microphone. . That is, claim 3 is, so to speak, a wide-area monitoring type diagnostic method, which utilizes the sound generated from the bearings of a plurality of rotating devices having the same rotation cycle existing in a certain area, and using the sound. Is a method for diagnosing an abnormality in the bearing section of the rotating machine, wherein the sound generated by the bearing section of the rotating device in the area is measured by at least one omnidirectional microphone. It is set so that the area is included (without omission) in a set of caution areas that can be sensed by a microphone, the sound measured by each omnidirectional microphone is converted into a digital signal, and the sound converted into the digital signal is converted. By moving the time axis of the signal back in the past and changing the frequency resolution within the preset monitoring time range after the movement, the cycle Capturing an irregular waveform by removing the waveform, the average value in the monitoring time of the amplitude value indicating the magnitude of the irregular waveform,
By comparing a preset threshold value indicating an abnormality for each omnidirectional microphone, the bearing portion of the rotating device in the area is diagnosed.
【００１７】このように請求項３の診断方法は、マイク
ロフォンによって計測した音をディジタル信号に変換
し、さらに時間軸を過去に遡って移動してその後の解析
を行う点では、請求項１と同一であるが、請求項３の診
断方法においては、マイクロフォンとして無指向性マイ
クロフォンを用いている。従って、広範囲の音を計測す
ることができるが、１つの無指向性マイクロフォンで
は、感知できる範囲に限界がある。従って、あるエリア
内に存在する複数の回転機器の軸受部の全てを診断する
には、そのエリア、回転機器の数に応じたマイクロフォ
ンを用意する必要がある。そこで請求項３では、各無指
向性マイクロフォンで感知できる範囲、即ち警戒範囲の
集合範囲（重なる部分があってもよい）内に、前記エリ
アが包含されるように、マイクロフォンの数を設定して
いる。As described above, the diagnostic method of claim 3 is the same as claim 1 in that the sound measured by the microphone is converted into a digital signal, the time axis is moved backward in the past, and the subsequent analysis is performed. However, in the diagnostic method of claim 3, an omnidirectional microphone is used as the microphone. Therefore, a wide range of sounds can be measured, but one omnidirectional microphone has a limit in a perceivable range. Therefore, in order to diagnose all the bearings of a plurality of rotating devices existing in a certain area, it is necessary to prepare microphones corresponding to the area and the number of rotating devices. Therefore, in claim 3, the number of microphones is set so that the area is included in a range that can be sensed by each omnidirectional microphone, that is, a collection range of alert ranges (there may be overlapping portions). There is.
【００１８】即ち、無指向性マイクロフォンの感知でき
る範囲は、三次元的広がりを持っているので、その限界
距離を半径とする球の体積を警戒体積とすると、監視対
象である前記エリア全部を監視するために最低必要なマ
イクロフォンの数は、前記エリアが警戒体積の集合内に
包含される台数となる。That is, since the omnidirectional microphone has a three-dimensionally perceivable range, if the volume of a sphere having a radius as the limit distance is set as a warning volume, the entire area to be monitored is monitored. The minimum number of microphones required to do this is the number of such areas included in the set of alert volumes.
【００１９】また特に回転機器がファンとフィルタとを
組み合わせてなるファン・フィルタ・ユニット（ＦＦ
Ｕ）のファン駆動用のモータであって、このＦＦＵがク
リーンルームの天井を構成した半導体工場などのよう
に、回転機器（モータ）が平面的に配置されている場合
には、異常を感知できる限界距離を半径とする円の面積
を警戒面積とすれば、あるエリア、つまり監視対象の面
積全部を監視するために最低必要なマイクロフォンの数
は、監視対象面積が各マイクロフォンの警戒面積の集合
内に包含されるように決めた台数となる。Further, in particular, a fan filter unit (FF) in which a rotating device is a combination of a fan and a filter.
U) a fan drive motor that can detect abnormalities when rotating equipment (motors) are arranged in a plane, such as in a semiconductor factory where the FFU constitutes the ceiling of a clean room. If the area of a circle with a radius as the distance is the alarm area, the minimum number of microphones required to monitor an area, that is, the entire area of the object to be monitored, is that the area to be monitored is within the set of alarm areas of each microphone. The number is decided to be included.
【００２０】ところで前記したように、無指向性マイク
ロフォンの警戒体積、警戒面積は、夫々球状、円状であ
るから、エリア全てをこれら警戒体積、警戒面積の集合
内に包含させるようにマイクロフォンを設置すると、部
分的に警戒体積、警戒面積の重なった部分が生ずる場合
があり、例えば２つのマイクロフォンで同時に異常が感
知されるときもある。このときには、重なりあった当該
警戒体積、警戒面積内に位置する回転機器に異常がある
と判断できる。従って、異常を有する回転機器の特定も
可能になる。As described above, since the omnidirectional microphone has a warning volume and a warning area that are spherical and circular, respectively, the microphone is installed so that the entire area is included in the set of the warning volume and the warning area. Then, there may be a part where the alarm volume and the alarm area overlap partially, and for example, an abnormality may be simultaneously detected by two microphones. At this time, it can be determined that there is an abnormality in the overlapping guard volume and rotating devices located within the guard area. Therefore, it is possible to identify a rotating device having an abnormality.
【００２１】請求項４によれば、前記した広域監視型の
診断方法を応用した余寿命推定方法であり、少なくとも
１つの無指向性マイクロフォンによって前記エリア内の
回転機器の軸受部の発生音を計測し、これら無指向性マ
イクロフォンの数は、各無指向性マイクロフォンで感知
できる警戒範囲の集合範囲内に、前記エリアが包含され
るように設定し、各無指向性マイクロフォンによって計
測した音をディジタル信号に変換し、前記ディジタル信
号化された音信号の時間軸を過去に遡って移動し、移動
させた後における予め設定した監視時間の範囲におい
て、周波数の解像度を変化させることによって周期的な
波形を取り除いて不規則な波形を捕らえ、前記不規則な
波形の大きさを示す振幅値の前記監視時間における平均
値を算出し、複数の監視時間毎に得たこの演算結果の時
経列データに基づいて、予め設定した異常値に至るまで
の時間を計算して、各無指向性マイクロフォンごとに前
記エリア内の回転機器の軸受部の余寿命を推定すること
を特徴とするものである。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a remaining life estimation method to which the above wide area monitoring type diagnosis method is applied, in which at least one omnidirectional microphone measures the sound generated by the bearing portion of the rotating equipment in the area. However, the number of these omnidirectional microphones is set so that the area is included in the set range of the warning range that can be detected by each omnidirectional microphone, and the sound measured by each omnidirectional microphone is digital signal. Is converted into a digital signal, the time axis of the digital signal is moved retroactively in the past, and the periodic waveform is changed by changing the frequency resolution within a preset monitoring time range after the movement. The irregular waveform is captured by removing it, and the average value of the amplitude values indicating the magnitude of the irregular waveform in the monitoring time is calculated. Based on the time-series data of this calculation result obtained for each viewing time, calculate the time to reach the preset abnormal value, and for each omnidirectional microphone, the bearing unit of the rotating device in the area. It is characterized by estimating the remaining life.
【００２２】前出請求項１の診断方法を実施するシステ
ムとしては、請求項５に記載したような、回転機器の軸
受部から発生する音を利用して、当該軸受部を診断する
システムであって、回転機器の軸受け部に対して所定の
位置だけ離れたところまで移動自在な移動装置と、前記
移動装置に設けられた有指向性マイクロフォンと、前記
有指向性マイクロフォンで計測される音をディジタル信
号に変換して収録する収録装置と、前記収録装置に収録
されたディジタル信号に変換された音信号の時間軸を過
去に遡って移動させると共に、周波数帯域で別々の解像
度を変化させることが可能な関数を用いて前記音信号を
直交化して周波数変換する如く構成された変換器と、前
記変換器の結果に基づいて得られた不規則波形の振幅値
と予め設定した閾値とを比較する演算装置とを有するこ
とを特徴とする、回転機器の軸受部の診断システムが提
案できる。A system for carrying out the diagnosis method according to claim 1 is a system for diagnosing a bearing part of a rotating machine, as described in claim 5, using sound generated from the bearing part. A moving device that is movable up to a predetermined position with respect to the bearing of the rotating device, a directional microphone provided in the moving device, and a digital sound generated by the directional microphone. It is possible to move the time axis of the recording device that converts to a signal and record it and the time axis of the sound signal that has been converted to a digital signal recorded in the recording device retroactively and change different resolutions in frequency bands. Converter configured to orthogonalize and frequency-convert the sound signal by using such a function, an amplitude value of an irregular waveform obtained based on the result of the converter, and a preset threshold value. And having a computing unit for comparing the bets can propose diagnostic system of the bearing portion of the rotating equipment.
【００２３】この請求項５に記載の診断システムでは、
有指向性マイクロフォンは回転機器の軸受け部に対して
所定の位置だけ離れたところにまで移動自在な移動装置
に設けられているので、回転機器が多数設置された区画
内において、所定の計測順位に従って各回転機器の軸受
部に対し機器側から一定距離にある位置にマイクロフォ
ンを順次移動させて停止させることができる。この移動
装置としては、例えば自走式の装置やあるいは予め設置
した軌道等の上を走行したり、架設された軌条に懸垂さ
れた状態で走行する如く構成された装置を用いることが
できる。In the diagnostic system according to claim 5,
Since the directional microphone is installed in a moving device that is movable up to a predetermined position away from the bearing of the rotating device, it follows a predetermined measurement order within a section where many rotating devices are installed. The microphone can be sequentially moved to a position at a certain distance from the device side with respect to the bearing portion of each rotating device and stopped. As this moving device, for example, a self-propelled device, or a device configured to travel on a previously installed track or the like or to be driven while suspended on an installed rail can be used.
【００２４】変換器では、前記収録装置に収録されたデ
ィジタル信号に変換された音信号の時間軸を過去に遡っ
て移動することで局所的、即ち監視時間内における信号
波形の不規則な変化を捕らえる処理を行う。この場合、
周波数帯域で別々の解像度を定義することで分解能を任
意に変化できる関数を用いるので、低周波の音情報を容
易にマスクすることができる。そして演算装置では、予
め設定した正常値と異常値を分ける閾値と、変換器の結
果とを比較し、正常か異常かの判断を行うことになる。In the converter, the time axis of the sound signal converted into the digital signal recorded in the recording device is moved retroactively in the past so that an irregular change of the signal waveform is locally generated, that is, within the monitoring time. Perform the process of catching. in this case,
Since a function that can arbitrarily change the resolution is used by defining different resolutions in the frequency band, it is possible to easily mask low-frequency sound information. Then, the arithmetic unit compares the preset threshold value for dividing the normal value and the abnormal value with the result of the converter to determine whether the value is normal or abnormal.
【００２５】同様に、請求項３の診断方法を実施するシ
ステムとしては、請求項６に記載したような、あるエリ
アに存在する同一回転周期をもった複数の回転機器の軸
受部から発生する音を利用して、特定回転機器の軸受部
を診断するシステムであって、各無指向性マイクロフォ
ンで感知できる警戒体積の集合体積内に、前記エリアが
包含されるように設定された数の無指向性マイクロフォ
ンと、前記無指向性マイクロフォンで計測される音をデ
ィジタル信号に変換して収録する収録装置と、前記収録
装置に収録されたディジタル信号に変換された音信号の
時間軸を過去に遡って移動させると共に、周波数帯域で
別々の解像度を変化させることが可能な関数を用いて前
記音信号を直交化して周波数変換する如く構成された変
換器と、前記変換器の結果に基づいて得られた不規則波
形の振幅値と予め設定した閾値とを比較する演算装置と
を有することを特徴とする、回転機器の軸受部の診断シ
ステムが提案できる。Similarly, as a system for carrying out the diagnostic method of claim 3, the sound generated from the bearings of a plurality of rotating devices having the same rotation cycle existing in a certain area as described in claim 6. A system for diagnosing a bearing part of a specific rotating device by utilizing the above, wherein a number of omnidirectionals set so that the area is included in a collective volume of alert volumes that can be sensed by each omnidirectional microphone. Directional microphone, a recording device for converting the sound measured by the omnidirectional microphone into a digital signal for recording, and a time axis of the sound signal converted into the digital signal recorded in the recording device by tracing back in time. A converter configured to perform frequency conversion by orthogonalizing the sound signal using a function capable of moving and separately changing the resolution in a frequency band; and the conversion. Of and having an arithmetic unit for comparing the threshold value set in advance and the amplitude of the resulting irregular waveform based on the result, it proposes a diagnostic system of the bearing portion of the rotating equipment.
【００２６】これらの各診断システムにおいては、請求
項７に記載したように、さらに前記変換器で得られた振
幅値の時系列増加傾向を時間項を有する近似式で近似
し、さらに計測時点の値から予め設定した限界値に至る
までの時間を当該近似式によって解析する第２の演算装
置を備えた構成としてもよい。この場合、もちろん前記
演算装置とこの第２の演算装置とは、同一演算装置で構
成してもよく、また前記変換器の機能をこれら演算装置
に持たせてもよい。In each of these diagnostic systems, as described in claim 7, the time series increase tendency of the amplitude value obtained by the converter is further approximated by an approximate expression having a time term, and the measurement time point It may be configured to include a second arithmetic device that analyzes the time from the value to the preset limit value by the approximate expression. In this case, of course, the arithmetic unit and the second arithmetic unit may be constituted by the same arithmetic unit, or the arithmetic unit may have the function of the converter.
【００２７】そして請求項７の診断システムにおいて
は、前記信号波形における局所的な振幅の大きな値の時
系列増加傾向を時間項を有する近似式で近似し、さらに
当該近似式によって計測時点の値から予め設定した限界
値に至るまでの時間を解析する第２の演算装置を備えて
いるので、この振幅値の時系列データが増加傾向にあれ
ば、例えば指数関数を用いた回帰式で該増加傾向を近似
し、回帰式から外挿法を利用して破壊の時刻を計算し、
計測時点から破壊までの時間を余寿命時間として推定で
き、請求項２、４に記載の余寿命の推定方法を好適に実
施することが可能である。Further, in the diagnostic system of claim 7, the time series increase tendency of a large value of the local amplitude in the signal waveform is approximated by an approximate expression having a time term, and the approximate time is calculated from the value at the measurement time point. Since the second arithmetic unit for analyzing the time to reach the preset limit value is provided, if the time-series data of the amplitude value has an increasing tendency, the increasing tendency can be obtained by, for example, a regression equation using an exponential function. And calculate the time of failure using the extrapolation method from the regression equation,
The time from the time of measurement to the destruction can be estimated as the remaining life time, and the remaining life estimation method according to claims 2 and 4 can be suitably implemented.
【００２８】[0028]
【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施の形態
を図に基づいて説明すれば、図３は第１の実施の形態に
かかる診断システムを用いて回転機器１の軸受部２の診
断を行っている様子を示しており、本実施例におけるマ
イクロフォン３は、指向性を有し、かつ２０ｋＨｚ〜５
０ｋＨｚまでの音を集音して電気信号に変換する機能を
有している。このマイクロフォン３は、移動装置を構成
する自走式の搬送装置４の上に設けられている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 3 shows a bearing unit 2 of a rotating device 1 using a diagnostic system according to the first embodiment. The microphone 3 in the present embodiment has directivity and 20 kHz to 5 kHz.
It has a function of collecting sounds up to 0 kHz and converting them into electric signals. The microphone 3 is provided on a self-propelled carrier device 4 which constitutes a moving device.
【００２９】前記したマイクロフォン３によって計測さ
れた音信号は、マイクロフォン３の持つ音圧感度［Ｖ／
Ｐａ］に比例した電圧信号として、ケーブル５を介して
収録装置６へと出力される。この収録装置６は、入力さ
れた音信号をディジタル信号に変換した後、ＪＩＳで規
定するところの基準音圧２０μＰａで基準化し（基準化
後の音圧［−］＝電圧信号［Ｖ］×音圧感度［Ｖ／Ｐ
ａ］÷基準音圧［２０μＰａ］）、かつ計測時刻毎に、
即ち監視時刻毎にこれを収録する機能を有している。The sound signal measured by the microphone 3 described above has a sound pressure sensitivity [V /
A voltage signal proportional to Pa] is output to the recording device 6 via the cable 5. The recording device 6 converts the input sound signal into a digital signal and then normalizes the sound signal with a reference sound pressure of 20 μPa defined by JIS (sound pressure after normalization [−] = voltage signal [V] × sound). Pressure sensitivity [V / P
a] ÷ reference sound pressure [20 μPa]) and at each measurement time,
That is, it has a function of recording this at each monitoring time.
【００３０】このように音信号を基準音圧で基準化する
のは次の理由による。即ち、音信号の入力源としてマイ
クロフォンを用いた場合、マイクロフォンから出力され
る信号はマイクロフォン個々が有する音圧感度［Ｖ／Ｐ
ａ］に比例した電圧となる。つまり電圧から音圧への換
算が必要となってくるからである。また音圧を基準化す
ることによって、相対的な音圧としても評価できること
になる。なおここでは、通常の騒音レベル測定で行う常
用対数によるデシベル［ｄＢ］単位への計算は施さな
い。これは音圧を大きな値で監視することで、傷の有無
による音圧の感度を高めるためである。The reason why the sound signal is standardized by the reference sound pressure is as follows. That is, when a microphone is used as an input source of a sound signal, the signal output from the microphone has a sound pressure sensitivity [V / P
The voltage is proportional to a]. In other words, it is necessary to convert the voltage to the sound pressure. Further, by standardizing the sound pressure, it can be evaluated as a relative sound pressure. Note that, here, the calculation to the unit of decibel [dB] by the common logarithm which is performed in the normal noise level measurement is not performed. This is to monitor the sound pressure with a large value to increase the sensitivity of the sound pressure depending on the presence or absence of scratches.
【００３１】収録装置６において変換されたディジタル
信号は、さらに高速変換器７へと出力される。この高速
変換器７は、ウェーブレット関数によって周波数分析を
行う機能を有している。即ち高速変換器７に入力された
ディジタル化後の音信号は、過去に遡ってその時間軸が
移動され、前記ウェーブレット関数によって直交化され
周波数変換される。またこのウェーブレット関数は、周
波数帯域で異なった解像度が定義されることにより、分
解能が任意に変化できる関数である。The digital signal converted by the recording device 6 is further output to the high speed converter 7. The high speed converter 7 has a function of performing frequency analysis by a wavelet function. That is, the time-axis of the digitized sound signal input to the high speed converter 7 is moved retroactively, orthogonalized by the wavelet function, and frequency-converted. Further, this wavelet function is a function whose resolution can be arbitrarily changed by defining different resolutions in the frequency band.
【００３２】高速変換器７での処理結果は、管理用のパ
ソコン８へと出力される。この管理用のパソコン８は次
のような機能を有している。まず搬送装置４などに対す
る管理機能として、（１）回転機器１の軸受部２の位置
の登録、（２）搬送装置４の移動と停止命令、（３）搬
送装置４の走行距離から演算される搬送装置４の位置の
認識及び軸受部２との間の距離の認識をする機能を有し
ている。The processing result of the high speed converter 7 is output to the personal computer 8 for management. The management personal computer 8 has the following functions. First, as a management function for the transport device 4 and the like, (1) registration of the position of the bearing portion 2 of the rotating device 1, (2) movement and stop commands of the transport device 4, and (3) calculation of the travel distance of the transport device 4 are performed. It has a function of recognizing the position of the carrier device 4 and recognizing the distance to the bearing portion 2.
【００３３】また管理用のパソコン８の収録装置６に対
する管理機能としては、（１）音信号の計測回数または
計測時間の管理、（２）収録装置６でデジィタル信号に
変換され、計測時刻毎に収録されている音信号から解析
に必要なデータだけを取り込むタイミングの管理、
（３）時間軸が移動できかつ周波数帯域で別々の解像度
を定義できる関数を直交化した逆関数の形をマトリック
ス演算し、周波数解析する高速演算をする機能を有して
いる。The management function of the recording device 6 of the personal computer 8 for management includes (1) management of the number of times of sound signal measurement or measurement time, and (2) conversion into a digital signal by the recording device 6 at each measurement time. Management of the timing to capture only the data required for analysis from the recorded sound signal,
(3) It has a function of performing a matrix operation of a form of an inverse function obtained by orthogonalizing a function capable of moving the time axis and defining different resolutions in the frequency band, and performing a high-speed operation for frequency analysis.
【００３４】さらに管理用パソコン８の独立した機能と
して、（１）周波数帯域の感度設定、（２）周波数解析
された信号の振幅の監視と閾値との比較による正常と異
常の識別、（３）信号の振幅に関する時系列データの増
加傾向を時間項を持つ近似式で示すための近似式の係数
解析、（４）前記近似式に現在値と限界値（使用の限
界）を代入し、現在値から限界値に至るまでの時間（余
寿命時間）の解析、（５）計測データと正常／異常の判
断結果の表示、（６）計測データのグラフ表示、（７）
振幅の増加傾向と増加推定グラフの表示と余寿命時間の
表示、（８）閾値入力画面の表示と入力変更をする機能
を夫々併せ持っている。Further, as independent functions of the management personal computer 8, (1) frequency band sensitivity setting, (2) monitoring of the amplitude of the frequency-analyzed signal and comparison with a threshold value, discrimination between normal and abnormal, (3) Coefficient analysis of an approximate expression for indicating the increasing tendency of time series data regarding the amplitude of a signal by an approximate expression having a time term, (4) Substituting the present value and the limit value (limit of use) into the above-mentioned approximate expression, the present value From time to limit value (remaining life time), (5) Measurement data and normal / abnormal judgment result display, (6) Measurement data graph display, (7)
It has the functions of displaying the increasing tendency of the amplitude, the increase estimation graph, the remaining life time, (8) the threshold value input screen, and the input change.
【００３５】そして前記パソコン８の画面に表示された
情報、例えば計測データと正常／異常の判断結果、振幅
の増加傾向と増加推定グラフと余寿命時間は、プリンタ
９によって外部に出力されるようになっている。The information displayed on the screen of the personal computer 8, for example, the measurement data, the normal / abnormal determination result, the amplitude increasing tendency, the increase estimation graph, and the remaining life time are output to the outside by the printer 9. Has become.
【００３６】第１の実施の形態にかかる診断システムは
以上の構成を有しており、回転機器１の軸受部２の異常
や余寿命を判断する場合、まずパソコン８からの指令に
よって搬送装置４を軸受部２に対して所定位置の計測位
置まで近づけて停止させる。次いで、搬送装置４に設け
られたマイクロフォン３によって軸受部２の音を計測
し、収録装置６によってその音信号をディジタル信号に
変換し、計測時刻毎に収録する。The diagnostic system according to the first embodiment has the above-mentioned configuration, and when judging the abnormality or the remaining life of the bearing portion 2 of the rotating device 1, first, the carrier device 4 is instructed by the personal computer 8. Is brought close to the measurement position of a predetermined position with respect to the bearing unit 2 and stopped. Next, the sound of the bearing portion 2 is measured by the microphone 3 provided in the transport device 4, the sound signal is converted into a digital signal by the recording device 6, and recorded at each measurement time.
【００３７】後は、前記ディジタル信号を高速変換器７
によって周波数分析し、時間軸を過去に遡って移動させ
て所定の監視時間内における信号波形の不規則な波形の
変化を認識する。そしてパソコン８において前記変化に
おける振幅値と、予め設定した閾値とを比較して、閾値
未満であれば正常、閾値以上であれば異常の表示をモニ
タに表示する。そして当該振幅値の時系列データが解析
され、その増加傾向を近似式で近似し、予め設定した破
壊値に達するまでの時間が演算され、その結果が余寿命
としてパソコン８のモニタに表示される。これらの結果
は、グラフにても画面表示され、さらにプリンタ９によ
って出力される。After that, the digital signal is converted into a high speed converter 7
The frequency is analyzed by, and the time axis is moved retroactively in the past to recognize the irregular waveform change of the signal waveform within the predetermined monitoring time. Then, in the personal computer 8, the amplitude value in the change is compared with a preset threshold value, and if it is less than the threshold value, normal is displayed, and if it is more than the threshold value, abnormal display is displayed on the monitor. Then, the time-series data of the amplitude value is analyzed, the increasing tendency is approximated by an approximate expression, the time until reaching the preset breakdown value is calculated, and the result is displayed as the remaining life on the monitor of the personal computer 8. . These results are displayed on the screen even in the form of a graph, and are further output by the printer 9.
【００３８】前記第１の実施の形態における収録装置６
における処理、高速変換器７での認識手順、及びパソコ
ン８における解析、処理手順を、図４に示したフローチ
ャートに基づいて説明すると、まず診断システムをスタ
ートさせる（ステップＳ1）。そして対象となる回転機
器１の１回転周期（Ｔ［ｓｅｃ］）の設定を行い（ステ
ップＳ2）、監視時間の設定を行う（ステップＳ3）。こ
の監視時間は回転機器１の１回転周期Ｔのｎ倍であるが
（ｎは整数）、既述したように、１０Ｔ［ｓｅｃ］程度
が適当である。Recording device 6 in the first embodiment
The processing in step 2, the recognition procedure in the high-speed converter 7, and the analysis and processing procedure in the personal computer 8 will be described based on the flowchart shown in FIG. 4. First, the diagnostic system is started (step S1). Then, one rotation cycle (T [sec]) of the target rotating device 1 is set (step S2), and the monitoring time is set (step S3). This monitoring time is n times the one rotation cycle T of the rotating device 1 (n is an integer), but as described above, about 10 T [sec] is appropriate.
【００３９】次いでマイクロフォン３で計測した音信
号、即ちアナログ信号を収録装置６においてディジタル
信号に変換する際の変換時間間隔ｄｔ［μｓ］の設定を
行う（ステップＳ4）。この変換する時間間隔ｄｔは、
マイクロフォン３の周波数範囲で定まる。例えば２０ｋ
Ｈｚまで監視する場合、変換時間間隔ｄｔは、２５［μ
ｓ］以下の間隔でＡ／Ｄする必要がある。Next, the conversion time interval dt [μs] when converting the sound signal measured by the microphone 3, that is, the analog signal into the digital signal in the recording device 6 is set (step S4). This conversion time interval dt is
It is determined by the frequency range of the microphone 3. For example, 20k
When monitoring up to Hz, the conversion time interval dt is 25 [μ
It is necessary to perform A / D at intervals of s] or less.
【００４０】そして所定の監視時刻（ｔ）になった時点
で（ステップＳ5）、マイクロフォン３による回転機器
１から発生する音信号の収録が開始されて、収録装置６
に収録され（ステップＳ6）、回転機器１が発生したア
ナログ信号がディジタル信号に変換される（ステップＳ
7）。変換後のディジタル信号は高速変換器７へと出力
される。When the predetermined monitoring time (t) is reached (step S5), recording of the sound signal generated by the rotating device 1 by the microphone 3 is started, and the recording device 6
Is recorded in (step S6) and the analog signal generated by the rotating device 1 is converted into a digital signal (step S6).
7). The converted digital signal is output to the high speed converter 7.
【００４１】次いで高速変換器７において、例えば離散
ウェーブレット変換により、Ａ／Ｄ変換された信号の生
波形を変換して（ステップＳ8）、周波数分析される。
これは、変換前の図５に示した生波形から周期的な波形
を取り除き、軸受けの傷などにより発生する不規則な波
形のみを取り出すための変換である。変換後の不規則な
波形を図６に示した。この不規則な波形が回転機器１の
軸受部２の異常を示している。信号変換された結果は、
監視時間における不規則な波形の大きさを示す振幅値と
してパソコン８に出力される。Next, in the high speed converter 7, the raw waveform of the A / D converted signal is converted by, for example, discrete wavelet conversion (step S8), and frequency analysis is performed.
This is a conversion for removing a periodic waveform from the raw waveform shown in FIG. 5 before conversion and extracting only an irregular waveform generated due to a scratch on the bearing or the like. The irregular waveform after conversion is shown in FIG. This irregular waveform indicates an abnormality in the bearing portion 2 of the rotating device 1. The result of signal conversion is
It is output to the personal computer 8 as an amplitude value indicating the size of the irregular waveform during the monitoring time.
【００４２】そしてパソコン８においては、前記振幅値
から監視時間における監視振幅値を算出する（ステップ
Ｓ9）。この場合、例えば監視時間を１０Ｔとした場
合、１回転周期の振幅μ（ｉ）を２乗し、図７に示した
ようにその最大値をδ（ｊ）2とすれば、このδ（ｊ）2
を監視時間において平均し（監視時間分集めてその平均
を算出し）、その結果を監視時刻（ｔ）の監視振幅Ｃ
（ｔ）とすると、監視振幅Ｃ（ｔ）は［数１］によって
示される。なおＮは監視時間での回転周期（１０）であ
る。Then, the personal computer 8 calculates a monitoring amplitude value at the monitoring time from the amplitude value (step S9). In this case, for example, when the monitoring time is 10T, if the amplitude μ (i) of one rotation cycle is squared and its maximum value is set to δ (j) 2 as shown in FIG. 7, this δ (j ) 2
During the monitoring time (collected for the monitoring time and calculating the average), and the result is the monitoring amplitude C at the monitoring time (t).
Assuming that (t), the monitoring amplitude C (t) is represented by [Equation 1]. Note that N is the rotation cycle (10) during the monitoring time.
【００４３】[0043]
【数１】 [Equation 1]
【００４４】次いでパソコン８において、前記監視振幅
Ｃ（ｔ）と、予め設定した回転機器１の軸受部２の注
意、異常を示す各閾値と比較する（ステップＳ10）。そ
して監視振幅Ｃ（ｔ）が注意、異常を示す各レベルより
も大きい場合には、各々対応する注意又は異常を示す信
号を出力する。Next, in the personal computer 8, the monitoring amplitude C (t) is compared with preset threshold values indicating caution and abnormality of the bearing portion 2 of the rotating device 1 (step S10). When the monitoring amplitude C (t) is larger than each level indicating the caution or abnormality, the corresponding signal indicating the caution or abnormality is output.
【００４５】次いで監視振幅Ｃ（ｔ）を監視時刻毎に時
経列データとして並べ、もし監視振幅Ｃ（ｔ）の判断結
果が注意となった場合、この時経列データを基にして前
記異常を示す閾値に達するまでの時間を算出し、その結
果を回転機器１の軸受部２の余寿命時間として推定する
のである（ステップＳ11）。Next, the monitoring amplitude C (t) is arranged as time-series data at each monitoring time, and if the result of the determination of the monitoring amplitude C (t) is caution, the above-mentioned abnormality is based on this time-series data. The time required to reach the threshold value is calculated, and the result is estimated as the remaining life time of the bearing portion 2 of the rotating device 1 (step S11).
【００４６】次に第２の実施の形態にかかる診断システ
ムについて説明すると、この第２の実施の形態では、マ
イクロフォンを無指向性でかつ可聴音域（１５Ｈｚ〜２
０ｋＨｚ）の音を計測するタイプを用い、かつこのマイ
クロフォンを複数設置した形態をとっている。より詳述
すると、まず診断対象となるのは、図８に示したよう
に、広い区画内に複数設置されている回転機器Ｂ1〜Ｂi
である。そしてマイクロフォンに関しても、複数のマイ
クロフォンＭ1〜Ｍjが設置されている。Next, a diagnostic system according to the second embodiment will be described. In the second embodiment, the microphone is omnidirectional and has an audible sound range (15 Hz to 2 Hz).
(0 kHz) sound is used, and a plurality of this microphone is installed. More specifically, the diagnosis target is, as shown in FIG. 8, a plurality of rotating devices B1 to Bi installed in a wide section.
It is. As for the microphone, a plurality of microphones M1 to Mj are installed.
【００４７】これらマイクロフォンＭ1〜Ｍjが各々感知
できる範囲には限界があるので、仮に異常を感知できる
限界距離を半径とする球の体積を「警戒体積」とすれ
ば、監視対象の空間容積全部を監視するために最低必要
なマイクロフォンＭの設置台数は、この記監視対象空間
が前記「警戒体積」内に包含されるように決めた台数と
なる。Since there is a limit to the range in which each of the microphones M1 to Mj can detect, if the volume of a sphere having a radius as a limit distance at which an abnormality can be detected is defined as "alert volume", the entire volume of the space to be monitored is defined. The minimum number of microphones M to be installed for monitoring is determined so that the space to be monitored is included in the "warning volume".
【００４８】この場合特に、回転機器Ｂがファンとフィ
ルタを組み合わせたファンフィルタユニットとして構成
され、複数のファンフィルタユニットでクリーンルーム
の天井を構成した半導体工場などのように、回転機器が
平面的に配置されている場合には、図９に示したよう
に、異常を感知できる限界距離を半径ｒとする円の面積
を「警戒面積」とすれば、この場合には、監視対象の面
積全部を監視するために最低必要なマイクロフォンの設
置台数は、監視対象面積が警戒面積内に包含されるよう
に決めた台数となる。In this case, in particular, the rotating device B is configured as a fan filter unit in which a fan and a filter are combined, and the rotating device is arranged two-dimensionally as in a semiconductor factory in which the ceiling of a clean room is configured by a plurality of fan filter units. In this case, as shown in FIG. 9, if the area of the circle having the radius r as the limit distance for detecting an abnormality is set as the “warning area”, in this case, the entire area of the monitoring target is monitored. The minimum required number of microphones installed to do so is the number of microphones that is determined so that the monitored area is included in the guarded area.
【００４９】前記各マイクロフォンＭ1〜Ｍjによって計
測された音信号は、マイクロフォンの持つ音圧感度［Ｖ
／Ｐａ］に比例した電圧信号として、図８に示したよう
に、ケーブル１１を介して収録装置１２へと出力され
る。この収録装置１２は、入力された音信号をディジタ
ル信号に変換した後、ＪＩＳで規定するところの基準音
圧２０μＰａで基準化し（基準化後の音圧［−］＝電圧
信号［Ｖ］×音圧感度［Ｖ／Ｐａ］÷基準音圧［２０μ
Ｐａ］）、かつ計測時刻毎に、即ち監視時刻毎にこれを
収録する機能を有している。The sound signal measured by each of the microphones M1 to Mj is the sound pressure sensitivity [V
/ Pa] is output to the recording device 12 via the cable 11, as shown in FIG. The recording device 12 converts the input sound signal into a digital signal and then normalizes the sound signal with a reference sound pressure of 20 μPa defined by JIS (sound pressure after normalization [−] = voltage signal [V] × sound). Pressure sensitivity [V / Pa] / reference sound pressure [20μ
Pa]), and has a function of recording this at each measurement time, that is, at each monitoring time.
【００５０】そして前記第１の実施の形態と同様、収録
装置１２において変換されたディジタル信号は、さらに
高速変換器１３へと出力される。この高速変換器１３も
前記第１実施例と同様、ウェーブレット関数によってデ
ィジタル化された音信号の周波数分析を行う機能を有し
ている。この高速変換器１３での処理結果は、管理用の
パソコン１４へと出力される。Then, as in the first embodiment, the digital signal converted in the recording device 12 is further output to the high speed converter 13. The high speed converter 13 also has a function of performing frequency analysis of a sound signal digitized by a wavelet function, as in the first embodiment. The processing result of the high speed converter 13 is output to the management personal computer 14.
【００５１】管理用のパソコン１４は、収録装置１２に
対する管理機能として、（１）音信号の計測回数または
計測時間の管理、（２）収録装置６でデジィタル信号に
変換され、計測時刻毎に収録されている音信号から解析
に必要なデータだけを取り込むタイミングの管理、
（３）時間軸が移動できかつ周波数帯域で別々の解像度
を定義できる関数を直交化した逆関数の形をマトリック
ス演算し、周波数解析する高速演算、をする機能を有し
ている。The management personal computer 14 has (1) management of the number of times of sound signal measurement or measurement time as a management function for the recording device 12, (2) conversion into a digital signal by the recording device 6, and recording at each measurement time. Management of the timing to capture only the data required for analysis from the sound signal being generated,
(3) It has a function of performing a matrix operation of a form of an inverse function obtained by orthogonalizing a function capable of moving the time axis and defining different resolutions in the frequency band, and performing a high-speed operation for frequency analysis.
【００５２】さらに管理用パソコン１４の独立した機能
として、前出第１実施例における管理用パソコン８の機
能の他に、異常が発生した警戒体積又は警戒面積に属す
る回転機器Ｂの位置を特定する機能をさらに併せ持って
いる。そして前記パソコン１４の画面に表示された情
報、例えば計測データと正常／異常の判断結果、振幅の
増加傾向と増加推定グラフと余寿命時間は、プリンタ１
５によって外部に出力されるようになっている。Further, as an independent function of the management personal computer 14, in addition to the function of the management personal computer 8 in the first embodiment, the position of the rotating device B belonging to the alarm volume or alarm area in which an abnormality has occurred is specified. It has more functions. The information displayed on the screen of the personal computer 14, for example, the measurement data and the normal / abnormal judgment result, the increasing tendency of the amplitude, the estimated increase graph, and the remaining life time are calculated by the printer 1.
It is designed to be output to the outside by 5.
【００５３】第２の実施の形態にかかる診断システムは
以上の構成からなり、回転機器Ｂ1〜Ｂiの各軸受部の異
常や余寿命を判断する場合、まず各マイクロフォンＭ1
〜Ｍjによって計測された音信号が、収録装置１２によ
ってディジタル信号に変換され計測時刻毎に収録され、
高速変換器１３へと出力される。The diagnostic system according to the second embodiment has the above-mentioned configuration, and when determining the abnormality or the remaining life of each bearing portion of the rotating devices B1 to Bi, first, each microphone M1 is determined.
The sound signal measured by Mj is converted into a digital signal by the recording device 12 and recorded at each measurement time.
It is output to the high speed converter 13.
【００５４】高速変換器１３では、そのようにディジタ
ル変換された音信号を周波数分析し、時間軸を過去に遡
って移動させて局所的に、即ち監視時間内における信号
波形の不規則な波形の周期的な変化を認識する。そして
パソコン１４においては、異常のある回転機器Ｂの特定
をするとともに、前記変化における振幅値と、予め設定
した閾値とを比較して、閾値未満であれば正常、閾値以
上であればを異常の表示をモニタに表示する。The high-speed converter 13 frequency-analyzes the sound signal thus digitally converted, moves the time axis retroactively in the past, and locally, that is, the irregular waveform of the signal waveform within the monitoring time. Recognize periodic changes. Then, in the personal computer 14, the rotating device B having an abnormality is specified, and the amplitude value in the change is compared with a preset threshold value. If it is less than the threshold value, it is normal, and if it is more than the threshold value, it is abnormal. Display the display on the monitor.
【００５５】なおこの場合、警戒体積または警戒面積内
での異常は、もちろんその警戒体積または警戒面積に属
する回転機器のいずれかが異常であると判断し、基本的
には、警戒体積または警戒面積単位で異常発生の機器の
位置を特定する。さらに、図１０に示したように、マイ
クロフォンＭ1、Ｍ2の隣合った警戒体積（または警戒面
積）Ｘ、Ｙで同時に発生した異常は、図中の斜線部で示
した重なり合った警戒体積（または警戒面積）に位置す
る回転機器に異常があるものと判断する。In this case, the abnormality in the alarm volume or the alarm area is, of course, judged to be an abnormality in any of the rotating volumes belonging to the alarm volume or the alarm area, and basically, the alarm volume or the alarm area is basically determined. Specify the location of the device where the error occurred in units. Further, as shown in FIG. 10, the abnormalities that occur simultaneously in the adjacent guard volumes (or guard areas) X and Y of the microphones M1 and M2 indicate that the overlapping guard volumes (or guard areas) indicated by the shaded areas in the figure are overlapped. It is judged that the rotating equipment located in (Area) has an abnormality.
【００５６】そして閾値と比較した後、前記振幅値が注
意レベルにあるときには、当該振幅値の時系列データが
解析され、その増加傾向は近似式で近似され、予め設定
した破壊値に達するまでの時間が演算され、その結果が
余寿命としてパソコン１４のモニタに表示される。これ
らの結果は、グラフにても画面表示され、さらにプリン
タ１５によって出力される。After the comparison with the threshold value, when the amplitude value is at the caution level, the time series data of the amplitude value is analyzed and the increasing tendency thereof is approximated by an approximate expression until the preset destruction value is reached. The time is calculated and the result is displayed on the monitor of the personal computer 14 as the remaining life. These results are displayed on the screen even in the form of a graph, and are further output by the printer 15.
【００５７】この第２の実施の形態における収録装置１
２、高速変換器１３及びパソコン１４での解析、演算手
順を、図１１に示したフローチャートに基づいて説明す
ると、次の通りである。Recording device 1 according to the second embodiment
2. The analysis and calculation procedures in the high speed converter 13 and the personal computer 14 will be described below with reference to the flowchart shown in FIG.
【００５８】まず診断システムをスタートさせ（ステッ
プＳ21）、対象となる回転機器Ｂの１回転周期（Ｔ［ｓ
ｅｃ］）の設定を行い（ステップＳ22）、監視時間の設
定を行う（ステップＳ23）。次いでマイクロフォンＭ1
〜Ｍjで計測した音信号を収録装置１２においてディジ
タル信号に変換する際の変換時間間隔ｄｔ［μｓ］の設
定を行う（ステップＳ24）。First, the diagnostic system is started (step S21), and one rotation cycle (T [s
ec]) is set (step S22), and the monitoring time is set (step S23). Then microphone M1
The conversion time interval dt [μs] for converting the sound signal measured by Mj to a digital signal in the recording device 12 is set (step S24).
【００５９】そして所定の監視時刻（ｔ）になった時点
で（ステップＳ25）、まず最初のマイクロフォンＭ1〜
Ｍjのうちの１のマイクロフォンＭ（例えばマイクロフ
ォンＭ1）による、音信号の収録が開始されて、収録装
置６に収録され（ステップＳ26）、収録した回転機器Ｂ
が発生したアナログ信号がディジタル信号に変換される
（ステップＳ27）。この変換後のディジタル信号は高速
変換器１３へと出力される。Then, when the predetermined monitoring time (t) is reached (step S25), the first microphones M1 ...
Recording of a sound signal by one of the microphones Mj (for example, the microphone M1) is started and recorded in the recording device 6 (step S26), and the recorded rotary device B is recorded.
The generated analog signal is converted into a digital signal (step S27). The converted digital signal is output to the high speed converter 13.
【００６０】次いで高速変換器１３において、例えば離
散ウェーブレット変換により、Ａ／Ｄ変換された信号の
生波形を変換して、周波数分析され（ステップＳ28）、
信号変換された結果は、監視時間における不規則な波形
の大きさを示す振幅値としてパソコン１４に出力され
る。Next, in the high speed converter 13, the raw waveform of the A / D converted signal is converted by, for example, discrete wavelet conversion, and frequency analysis is performed (step S28).
The result of signal conversion is output to the personal computer 14 as an amplitude value indicating the size of the irregular waveform during the monitoring time.
【００６１】そしてパソコン１４においては、前記振幅
値から監視時間における監視振幅値を算出し（ステップ
Ｓ29）、前記監視振幅と、予め設定した回転機器Ｂの軸
受部の注意、異常を示す各閾値と比較する（ステップＳ
30）。そして監視振幅が注意、異常を示す各レベルより
も大きい場合には、各々対応する注意又は異常を示す信
号を出力する。もちろん監視振幅が正常レベルにあると
きは、正常を示す信号が出力される。In the personal computer 14, the monitor amplitude value at the monitor time is calculated from the amplitude value (step S29), and the monitor amplitude and the preset threshold values indicating the caution and abnormality of the bearing portion of the rotating device B are calculated. Compare (step S
30). Then, when the monitoring amplitude is larger than each level indicating a caution or abnormality, a signal indicating a corresponding caution or abnormality is output. Of course, when the monitor amplitude is at the normal level, a signal indicating normal is output.
【００６２】次いで監視振幅を監視時刻毎に時経列デー
タとして並べ、もしこの監視振幅の判断結果が注意とな
った場合、この時経列データを基にして前記異常を示す
閾値に達するまでの時間を算出し、その結果をマイクロ
フォンＭ1が集音したエリア（警戒体積や警戒面積）内
にある回転機器Ｂの軸受部の余寿命時間として推定する
のである（ステップＳ31）。Next, the monitoring amplitudes are arranged as time-series data for each monitoring time, and if the result of the determination of the monitoring amplitude is caution, until the threshold value indicating the abnormality is reached based on the time-series data. The time is calculated, and the result is estimated as the remaining life time of the bearing portion of the rotating device B in the area (warning volume or warning area) where the microphone M1 collects sound (step S31).
【００６３】次に全てのマイクロフォンＭ1〜Ｍjによる
前記診断、余寿命の推定が終了したかどうかチェックさ
れ（ステップＳ32）、まだ全てのマイクロフォンについ
ての前記診断等が終了していない場合には、次のマイク
ロフォンＭ、例えばマイクロフォンＭ2について前記ス
テップＳ26〜ステップＳ32までの処理が行われる。そし
て全てのマイクロフォンＭ1〜Ｍjによる前記診断、余寿
命の推定が終了すると、例えば異常が検出されたマイク
ロフォンＭ1〜Ｍjの重なりから、異常が起こっている回
転機器Ｂの特定がなされる（ステップＳ33）。Next, it is checked whether or not the diagnosis and estimation of the remaining life have been completed by all the microphones M1 to Mj (step S32). If the diagnosis and the like for all microphones are not completed yet, With respect to the microphone M, for example, the microphone M2, the processes of steps S26 to S32 are performed. When all the microphones M1 to Mj have completed the diagnosis and the estimation of the remaining life, the rotating device B in which the abnormality has occurred is identified, for example, from the overlapping of the microphones M1 to Mj in which the abnormality is detected (step S33). .
【００６４】[0064]
【実施例】次に本発明において送風機の軸受部から発生
する音圧を基に、監視振幅を算出した例を示す。この送
風機は１回転周期が約０．１［ｓｅｃ］である。そして
図１２は、当該送風機の軸受部が正常状態にあるときの
送風機の音圧を、ｄｔ＝１００［μｓ］でＡ／Ｄ変換し
た結果を示すグラフであり、図１３（ａ）はこれを５ｋ
Ｈｚの周波数解像度で信号変換したときの振幅のグラ
フ、図１３（ｂ）は同じく２．５ｋＨｚの周波数解像度
で信号変換したときの振幅のグラフ、図１３（ｃ）は、
同じく１．２５ｋＨｚの周波数解像度で信号変換したと
きの振幅のグラフをそれぞれ示している。EXAMPLE Next, an example in which the monitoring amplitude is calculated based on the sound pressure generated from the bearing portion of the blower in the present invention will be described. This blower has one rotation cycle of about 0.1 [sec]. FIG. 12 is a graph showing the result of A / D conversion of the sound pressure of the blower when the bearing portion of the blower is in a normal state at dt = 100 [μs], and FIG. 5k
A graph of the amplitude when the signal is converted with the frequency resolution of Hz, FIG. 13B is a graph of the amplitude when the signal is converted with the frequency resolution of 2.5 kHz, and FIG.
Similarly, graphs of amplitudes when signals are converted at a frequency resolution of 1.25 kHz are shown.
【００６５】また図１４、図１５は、前記送風機の軸受
部に傷がある場合の音圧と、信号変換後の振幅を示すグ
ラフであり、図１４は、前記送風機の軸受部に傷がある
ときの送風機の音圧を、ｄｔ＝１００［μｓ］でＡ／Ｄ
変換した結果を示すグラフ、図１５（ａ）はこれを５ｋ
Ｈｚの周波数解像度で信号変換したときの振幅のグラ
フ、図１５（ｂ）は同じく２．５ｋＨｚの周波数解像度
で信号変換したときの振幅のグラフ、図１５（ｃ）は、
同じく１．２５ｋＨｚの周波数解像度で信号変換したと
きの振幅のグラフをそれぞれ示している。FIGS. 14 and 15 are graphs showing the sound pressure when the bearing portion of the blower has a flaw and the amplitude after signal conversion, and FIG. 14 shows the bearing portion of the blower having a flaw. The sound pressure of the blower at this time is A / D at dt = 100 [μs]
A graph showing the result of conversion, which is shown in FIG.
15B is a graph of amplitude when the signal is converted at a frequency resolution of Hz, FIG. 15B is a graph of amplitude when the signal is converted at a frequency resolution of 2.5 kHz, and FIG.
Similarly, graphs of amplitudes when signals are converted at a frequency resolution of 1.25 kHz are shown.
【００６６】これら図１２、図１３と、図１４、図１５
の各グラフを比較すればわかるように、仮に監視時間を
１回転周期とすると、周波数解像度が１ｋＨｚ〜２ｋＨ
ｚの範囲で、前記送風機の軸受部の傷による監視振幅が
大きくなり、傷の有無を精度よく検出できることが確認
できる。12 and 13 and FIGS. 14 and 15
As can be seen by comparing the respective graphs of No. 1, assuming that the monitoring time is one rotation cycle, the frequency resolution is 1 kHz to 2 kHz.
It can be confirmed that in the range of z, the monitoring amplitude due to the scratch on the bearing portion of the blower becomes large, and the presence or absence of the scratch can be accurately detected.
【００６７】[0067]
【発明の効果】本願発明請求項１〜７の発明によれば、
従来検出できなかった非線形の振動、つまり複数の傷の
発生に起因して振幅の大きな信号が規則正しい周波では
現れない衝突周期を見過ごすことはないので、従来より
も精度の高い診断が行え、特に請求項２、４の発明では
従来よりも精度の高い余寿命の推定を行うことができ
る。また特に請求項３、４の発明によれば、エリア内に
対象となる機器が複数存在する場合に、効率よく前記診
断や余寿命の推定を実施することができる。請求項５の
発明によれば、請求項１の発明を好適に実施することが
でき、請求項６の発明によれば、請求項３の発明を好適
に実施することができる。さらに請求項７の発明によれ
ば、請求項２、４の発明を好適に実施することができ
る。According to the inventions of claims 1 to 7 of the present invention,
Non-linear vibrations that could not be detected in the past, i.e., signals with large amplitude do not appear at regular frequencies due to the occurrence of multiple scratches. In the inventions of the items 2 and 4, it is possible to estimate the remaining life with higher accuracy than before. Further, in particular, according to the inventions of claims 3 and 4, when a plurality of target devices exist in the area, the diagnosis and the estimation of the remaining life can be efficiently performed. According to the invention of claim 5, the invention of claim 1 can be suitably implemented, and according to the invention of claim 6, the invention of claim 3 can be suitably implemented. Further, according to the invention of claim 7, the inventions of claims 2 and 4 can be preferably implemented.
【図１】本発明の原理を示すための説明図であって、対
象とする回転機器の軸の回転周期を示すグラフ図であ
る。FIG. 1 is an explanatory diagram showing the principle of the present invention, and is a graph showing a rotation cycle of a shaft of a target rotating device.
【図２】本発明の原理を示すための説明図であって、時
間軸を過去に遡って移動させた様子を示すグラフ図であ
る。FIG. 2 is an explanatory diagram showing the principle of the present invention, and is a graph showing a state in which the time axis is moved backward in the past.
【図３】第１の実施の形態にかかる診断システムの構成
の概略を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing an outline of a configuration of a diagnostic system according to the first embodiment.
【図４】第１の実施の形態にかかる診断システムを用い
て回転機器の診断、余寿命を行う場合の処理手順を示す
フローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure when performing diagnosis and remaining life of a rotating device using the diagnosis system according to the first embodiment.
【図５】第１の実施の形態にかかる診断システムを用い
て回転機器の診断、余寿命を行うプロセスにおいて、監
視時間におけるＡ／Ｄ変換した騒音の生波形を示すグラ
フである。FIG. 5 is a graph showing a raw waveform of A / D-converted noise during a monitoring time in a process of diagnosing a rotating device and performing a remaining life using the diagnostic system according to the first embodiment.
【図６】第１の実施の形態にかかる診断システムを用い
て回転機器の診断、余寿命を行うプロセスにおいて、図
６の生波形を離散ウェーブレット関数を用いて信号変換
した後の波形を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing a waveform after signal conversion of the raw waveform of FIG. 6 using a discrete wavelet function in a process of diagnosing a rotating device and remaining life using the diagnostic system according to the first embodiment. Is.
【図７】第１の実施の形態にかかる診断システムにおい
て監視時刻における監視振幅の算出の原理を説明するた
めのグラフ図であり、（ａ）は信号変換後を、（ｂ）は
振幅の２乗をそれぞれ示している。7A and 7B are graphs for explaining the principle of calculation of the monitoring amplitude at the monitoring time in the diagnostic system according to the first embodiment, where FIG. 7A is after signal conversion and FIG. The squares are shown respectively.
【図８】第２の実施の形態にかかる診断システムの構成
の概略を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing an outline of a configuration of a diagnostic system according to a second embodiment.
【図９】第２の実施の形態にかかる診断システムにおけ
る監視対象面積とマイクロフォンの警戒面積との関係を
示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing a relationship between an area to be monitored and a warning area of the microphone in the diagnostic system according to the second embodiment.
【図１０】第２の実施の形態にかかる診断システムにお
いて、隣合う警戒面積が重なった状態を示す説明図であ
る。FIG. 10 is an explanatory diagram showing a state in which adjacent guard areas overlap in the diagnostic system according to the second embodiment.
【図１１】第２の実施の形態にかかる診断システムを用
いて回転機器の診断、余寿命を行う場合の処理手順を示
すフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart showing a processing procedure for diagnosing a rotating device and performing a remaining life using the diagnostic system according to the second embodiment.
【図１２】実施例において軸受部が正常状態にあるとき
の送風機の音圧をＡ／Ｄ変換した後の結果をディジタル
値で示したグラフ図である。FIG. 12 is a graph showing a digital value of the result after A / D conversion of the sound pressure of the blower when the bearing portion is in the normal state in the example.
【図１３】実施例において軸受部が正常状態にあるとき
の送風機の音圧を周波数解像度を変えて信号波形変換を
施した後の振幅を示すグラフであり、（ａ）は５ｋＨ
ｚ、（ｂ）は２．５ｋＨｚ、（ｃ）は１．２５ｋＨｚの
周波数解像度で信号変換したときを示している。FIG. 13 is a graph showing the amplitude of the sound pressure of the blower when the bearing section is in a normal state after the signal waveform conversion is performed by changing the frequency resolution in the example, and (a) is 5 kHz.
z, (b) shows a signal converted at a frequency resolution of 2.5 kHz, and (c) shows a signal converted at a frequency resolution of 1.25 kHz.
【図１４】実施例において軸受部に傷があるときの送風
機の音圧をＡ／Ｄ変換した後の結果をディジタル値で示
したグラフ図である。FIG. 14 is a graph showing a digital value as a result of A / D conversion of the sound pressure of the blower when the bearing has a scratch in the example.
【図１５】実施例において軸受部に傷があるときの送風
機の音圧を周波数解像度を変えて信号波形変換を施した
後の振幅を示すグラフであり、（ａ）は５ｋＨｚ、
（ｂ）は２．５ｋＨｚ、（ｃ）は１．２５ｋＨｚの周波
数解像度で信号変換したときを示している。FIG. 15 is a graph showing the amplitude of the sound pressure of the blower when there is a scratch on the bearing portion after the signal waveform conversion is performed by changing the frequency resolution, and (a) is 5 kHz.
(B) shows a case where the signal is converted at a frequency resolution of 2.5 kHz, and (c) shows a case where the signal is converted at a frequency resolution of 1.25 kHz.
１ 回転機器 ２ 軸受部 ３ マイクロフォン ４ 搬送装置 ６ 収録装置 ７ 高速変換器 ８ パソコン ９ プリンタ 1 Rotating equipment 2 Bearing part 3 Microphone 4 Conveyor device 6 Recording device 7 High speed converter 8 Personal computer 9 Printer
Claims (7)
して、当該軸受部の異常を診断する方法であって、有指
向性マイクロフォンによって対象となる回転機器の軸受
部の発生音を計測し、この計測した音をディジタル信号
に変換し、前記ディジタル信号化された音信号の時間軸
を過去に遡って移動し、移動させた後における予め設定
した監視時間の範囲において、周波数の解像度を変化さ
せることによって周期的な波形を取り除いて不規則な波
形を捕らえ、前記不規則な波形の大きさを示す振幅値の
前記監視時間における平均値と、予め設定した異常を示
す閾値とを比較することによって、前記軸受部を診断す
ることを特徴とする、回転機器の軸受部の診断方法。1. A method for diagnosing an abnormality in a bearing part of a rotating device by using a sound generated from the bearing part of the rotating device, wherein a sound generated by the bearing part of the target rotating device is measured by a directional microphone. Then, the measured sound is converted into a digital signal, the time axis of the sound signal converted into a digital signal is moved backward in the past, and the frequency resolution is adjusted within a preset monitoring time range after the movement. By removing the periodic waveform by changing it, an irregular waveform is captured, and an average value of the amplitude values indicating the magnitude of the irregular waveform at the monitoring time is compared with a preset threshold value indicating an abnormality. Accordingly, the bearing portion is diagnosed, thereby diagnosing the bearing portion of the rotating device.
して、当該軸受部の余寿命を推定する方法であって、有
指向性マイクロフォンによって対象となる回転機器の軸
受部の発生音を計測し、この計測した音をディジタル信
号に変換し、前記ディジタル信号化された音信号の時間
軸を過去に遡って移動し、移動させた後における予め設
定した監視時間の範囲において、周波数の解像度を変化
させることによって周期的な波形を取り除いて不規則な
波形を捕らえ、前記不規則な波形の大きさを示す振幅値
の前記監視時間における平均値を算出し、複数の監視時
間毎に得たこの算出結果の時経列データに基づいて、予
め設定した異常値に至るまでの時間を計算して、前記軸
受部の余寿命を推定することを特徴とする、回転機器の
軸受部の余寿命推定方法。2. A method for estimating the remaining life of a bearing part of a rotating device by utilizing the sound generated from the bearing part of the rotating device, wherein the generated sound of the bearing part of the target rotating device is measured by a directional microphone. The measured sound is converted into a digital signal, the time axis of the digitalized sound signal is moved backward in the past, and the frequency resolution is set within a preset monitoring time range after the movement. By removing the periodic waveform by changing the, to calculate the irregular waveform, calculate the average value of the amplitude value indicating the size of the irregular waveform in the monitoring time, obtained for every multiple monitoring time Based on the time series data of the calculation result, the time until reaching a preset abnormal value is calculated, and the remaining life of the bearing portion is estimated, and the remaining life of the bearing portion of the rotating device is characterized. Estimation Method.
った複数の回転機器の軸受部から発生する音を利用し
て、このエリア内の回転機器の軸受部の異常を診断する
方法であって、少なくとも１つの無指向性マイクロフォ
ンによって前記エリア内の回転機器の軸受部の発生音を
計測し、これら無指向性マイクロフォンの数は、各無指
向性マイクロフォンで感知できる警戒範囲の集合範囲内
に、前記エリアが包含されるように設定し、各無指向性
マイクロフォンによって計測した音をディジタル信号に
変換し、前記ディジタル信号化された音信号の時間軸を
過去に遡って移動し、移動させた後における予め設定し
た監視時間の範囲において、周波数の解像度を変化させ
ることによって周期的な波形を取り除いて不規則な波形
を捕らえ、前記不規則な波形の大きさを示す振幅値の前
記監視時間における平均値と、予め設定した異常を示す
閾値とを、各無指向性マイクロフォンごとに比較するこ
とによって、前記エリア内の回転機器の軸受部を診断す
ることを特徴とする、回転機器の軸受部の診断方法。3. A method for diagnosing an abnormality in a bearing portion of a rotating device within an area, utilizing sound generated from the bearing portions of a plurality of rotating devices having the same rotation cycle. , At least one omnidirectional microphone measures the sound generated by the bearing portion of the rotating device in the area, and the number of these omnidirectional microphones is within a set range of alert ranges that can be detected by each omnidirectional microphone, The area is set to be included, the sound measured by each omnidirectional microphone is converted into a digital signal, the time axis of the digitalized sound signal is moved backward in the past, and after moving In the range of the monitoring time set in advance, the periodic waveform is removed by changing the frequency resolution to capture the irregular waveform. By comparing the average value of the amplitude value indicating the size of the waveform in the monitoring time and the threshold value indicating the preset abnormality for each omnidirectional microphone, the bearing unit of the rotating device in the area is compared. A method for diagnosing a bearing portion of a rotating device, which comprises diagnosing.
った複数の回転機器の軸受部から発生する音を利用し
て、このエリア内の回転機器の軸受部の余寿命を推定す
る方法であって、少なくとも１つの無指向性マイクロフ
ォンによって前記エリア内の回転機器の軸受部の発生音
を計測し、これら無指向性マイクロフォンの数は、各無
指向性マイクロフォンで感知できる警戒範囲の集合範囲
内に、前記エリアが包含されるように設定し、各無指向
性マイクロフォンによって計測した音をディジタル信号
に変換し、前記ディジタル信号化された音信号の時間軸
を過去に遡って移動し、移動させた後における予め設定
した監視時間の範囲において、周波数の解像度を変化さ
せることによって周期的な波形を取り除いて不規則な波
形を捕らえ、前記不規則な波形の大きさを示す振幅値の
前記監視時間における平均値を算出し、複数の監視時間
毎に得たこの演算結果の時経列データに基づいて、予め
設定した異常値に至るまでの時間を計算して、各無指向
性マイクロフォンごとに前記エリア内の回転機器の軸受
部の余寿命を推定することを特徴とする、回転機器の軸
受部の余寿命推定方法。4. A method of estimating the remaining life of a bearing portion of a rotating device within an area, utilizing the sound generated from the bearing portions of a plurality of rotating devices having the same rotation cycle. Then, the sound generated by the bearing portion of the rotating device in the area is measured by at least one omnidirectional microphone, and the number of these omnidirectional microphones is within a set range of warning ranges that can be detected by each omnidirectional microphone. , The area is set to be included, the sound measured by each omnidirectional microphone is converted into a digital signal, and the time axis of the digitalized sound signal is moved back in the past and moved. Later, within a preset monitoring time range, the periodic waveform is removed by changing the frequency resolution, and an irregular waveform is captured. Calculate the average value of the amplitude value indicating the size of the regular waveform in the monitoring time, based on the time-series data of this calculation result obtained for each of a plurality of monitoring time, until the abnormal value set in advance A method for estimating a remaining life of a bearing unit of a rotating device within the area by calculating time, and estimating the remaining life of the bearing unit of the rotating device for each omnidirectional microphone.
して、当該軸受部を診断するシステムであって、回転機
器の軸受け部に対して所定の位置だけ離れたところまで
移動自在な移動装置と、前記移動装置に設けられた有指
向性マイクロフォンと、前記有指向性マイクロフォンで
計測される音をディジタル信号に変換して収録する収録
装置と、前記収録装置に収録されたディジタル信号に変
換された音信号の時間軸を過去に遡って移動させると共
に、周波数帯域で別々の解像度を変化させることが可能
な関数を用いて前記音信号を直交化して周波数変換する
変換器と、前記変換器の結果に基づいて得られた不規則
波形の振幅値と予め設定した閾値とを比較する演算装置
とを有することを特徴とする、回転機器の軸受部の診断
システム。5. A system for diagnosing a bearing part of a rotating device by utilizing sound generated from the bearing part of the rotating device, wherein the system is movable to a position separated from the bearing part of the rotating device by a predetermined position. Device, a directional microphone provided in the mobile device, a recording device for converting a sound measured by the directional microphone into a digital signal for recording, and a digital signal recorded in the recording device And a converter for moving the time axis of the generated sound signal retroactively and orthogonalizing the sound signal by using a function capable of changing the resolution separately in the frequency band, and the converter. A diagnostic system for a bearing section of a rotating device, comprising: an arithmetic unit that compares an amplitude value of an irregular waveform obtained based on the result of (1) with a preset threshold value.
った複数の回転機器の軸受部から発生する音を利用し
て、特定回転機器の軸受部を診断するシステムであっ
て、各無指向性マイクロフォンで感知できる警戒範囲の
集合範囲内に、前記エリアが包含されるように設定され
た数の無指向性マイクロフォンと、前記無指向性マイク
ロフォンで計測される音をディジタル信号に変換して収
録する収録装置と、前記収録装置に収録されたディジタ
ル信号に変換された音信号の時間軸を過去に遡って移動
させると共に、周波数帯域で別々の解像度を変化させる
ことが可能な関数を用いて前記音信号を直交化して周波
数変換する変換器と、前記変換器の結果に基づいて得ら
れた不規則波形の振幅値と予め設定した閾値とを比較す
る演算装置とを有することを特徴とする、回転機器の軸
受部の診断システム。6. A system for diagnosing a bearing part of a specific rotating device by utilizing sounds generated from bearing parts of a plurality of rotating devices having the same rotation cycle existing in a certain area, each omnidirectional The number of omnidirectional microphones set to include the area and the sound measured by the omnidirectional microphone are converted into a digital signal and recorded in a collection range of the warning range that can be sensed by the microphone. The sound recording device and a function capable of moving the time axis of the sound signal converted into the digital signal recorded in the recording device retroactively in the past and changing the different resolutions in the frequency bands are used. It has a converter for orthogonalizing a signal and frequency-converting it, and an arithmetic device for comparing the amplitude value of the irregular waveform obtained based on the result of the converter with a preset threshold value. A diagnostic system for bearings of rotating equipment.
加傾向を時間項を有する近似式で近似し、さらに計測時
点の値から予め設定した限界値に至るまでの時間を当該
近似式によって解析する第２の演算装置を備えたことを
特徴とする、請求項５又は６に記載の回転機器の軸受部
の診断システム。7. The time series increase tendency of the amplitude value obtained by the converter is approximated by an approximation formula having a time term, and the time from the value at the measurement time point to a preset limit value is calculated by the approximation formula. The diagnostic system for a bearing of a rotating machine according to claim 5 or 6, further comprising a second arithmetic unit for analyzing the bearing.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21822295A JP3544251B2 (en) | 1995-08-03 | 1995-08-03 | Method of diagnosing bearing of rotating device, method of estimating remaining life of bearing of rotating device, and diagnostic system of bearing of rotating device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21822295A JP3544251B2 (en) | 1995-08-03 | 1995-08-03 | Method of diagnosing bearing of rotating device, method of estimating remaining life of bearing of rotating device, and diagnostic system of bearing of rotating device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0943105A true JPH0943105A (en) | 1997-02-14 |
| JP3544251B2 JP3544251B2 (en) | 2004-07-21 |
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ID=16716534
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21822295A Expired - Fee Related JP3544251B2 (en) | 1995-08-03 | 1995-08-03 | Method of diagnosing bearing of rotating device, method of estimating remaining life of bearing of rotating device, and diagnostic system of bearing of rotating device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3544251B2 (en) |
Cited By (8)
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