JPS6342427A - 小形振動計 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 この発明は、構造物の振動を電気信号として検出して振
動のレベルを計測するための小形に形成された振動計に
関する。

〔従来技術とその問題点〕

電動機など、機械構造物の運転中に発生する振動は、振
動を発生せしめる可動部分の状態を適確に表わし、また
、可動部分の状態の経年変化や町動部分に生じた突発的
異常にも敏感に反応するため、機械設備の運転監視や予
防保全には振動レベルの計測が不可欠とされている。

この機械振動は、一般に、振動の速度や加速度を電気的
に検出し、この検出された電気量を、振動の大きさく以
下レベルと呼ぶ）を指示する振動計に入力して計測して
いる。また、このようにして計測された振動レベルの評
価には、従来の経験を主体にして定められた国際的な振
動規格（−ＩＳＯ。

ＶＤＩ）が使用される。

一方、回転機械を多数使用する電力、鉄鋼、化学などの
大型プラントでは、プラントの稼働率向上と保守の効率
的実施のため、振動による機械の運転監視や、計測され
た振動レベルを基準レベルと対比して安全もしくは危険
の程度をはかる傾向管理が積極的に行なわれている。こ
のような運転監視や傾向管理のため、通常、監視員が定
期的に巡回して振動を計測しているが、つぎのような問
題点がある。

（Ｉｔ振動のセンサをそのつど取り付けて計測するから
、振動の計測位置やセンサの設置方法などが必ずしも一
定せず、個人差を生ずる。

（２）振動のセンナと振動計本体とが分離しているため
、計測に労力と時間とを必要とする。

（３）被計測対象がほとんど回転機械であり、計測に危
険を伴う場合があり、また計測不可能な場合がある。

（４）振動計の操作に専門の技術もしくはその教育と経
験とが必要である。

（５）重要度の高い機械では、振動計のセンサのみを機
械の被計測部位に固定し、遠方で集中的に振動レベルを
監視する集中監視方式がとられる傾向にあるが、このよ
うな振動計測システムは設置コストが高いのと、既設プ
ラントでは工事ができない場合がある。

このため、振動センサから振動レベルの表示部までが一
体化され予め機械の振動監視部位に固定して使用する小
形の振動計が同一出願人により考案され、前述の問題点
の解決がはかられている（特願昭６０−２８３９１５号
）。しかし、この振動計は、内蔵する電池で動作するた
め、 （１）電源を投入、遮断するためのスイッチがさらに必
要になる。

（２）巡回者が遮断用スイッチの操作を忘れると電池の
消耗が著しく、たとえば約１０日間で交換しなければな
らなくなる。

などの問題がある。

〔発明の目的〕

この発明は、巡回者のスイッチ操作のための負担を極力
低減し、計測後の電源非遮断に基づく電池寿命の短縮が
おこりにくい小形振動計を提供することを目的とする。

〔発明の要点〕

この発明は、前記同一出願人によって考案された小形振
動計を構成する各回路を動作させる電源に対し、この電
源を前記各回路に投入、遮断するためのスイッチ回路を
付加して前記回路と一体化することにより、投入、計測
、３Ｊ！断が連続して行なわれうるようにして、前記の
目的を達成しようとするものである。

〔発明の実施例〕

第１図に本発明に基づいて構成される小形振動計の回路
構成の一実施例を示す。図において、１は機械構造物の
振動を電気信号に変換するためのセンサであって、機械
振動の電気信号への変換には、機動の加速度を検出する
圧電型振動素子を使信号波形を積分して振動速度の波形
を得、積分回路４ではこの振動速度に比例した電気信号
の波形をさらに積分して機動の変位波形を得る。このよ
うに、振動の速度および変位を計測する理由は、機械の
振動評価に使用されるＭＤＩやＩＳＯなどの振動規格が
振動速度（これらの規格ではシビアリティと呼ばれてい
る）や撮動変位で機械の振動状態の良否を判定している
ためである。そこで、振動の加速度を菱、速度を女、変
位をＸとし、機動の最大変位をＡ、角速度を０２時間を
ｔとすると、各回路の信号処理は、 増幅回路２では、ｘ　＝　Ａω２ｓｉｎ　ωを積分回路
３では、長＝　ｆｘｄｔ　＝−Ａωｃｏｓωを積分回路
４では、ｘ　＝　ｆｘｄｔ　＝−Ａｓｉｎωｔを行なう
ことになる。

また、積分回路４からの電気信号は角速度ωをもった女
流信号のため、増幅回路５で増幅後横波回路６で直流電
気信号（以下直流信号という）に変換する。この直流信
号はアナログ−デジタル（以下Ａ／Ｄと記す）変換回路
７でアナログ信号から２５６ビツトのデジタル信号に変
換し、ＬＣＤ駆動回路（液晶表示のための駆動回路）８
に入力する。ＬＣＤ駆動回路８では、 （１）振動レベルをデジタル表示するため、Ａ／Ｄ変換
されたビット信号に従ってＬＣＤ表示回路を制御する。

（２）Ａ／Ｄ変換回路７からのデータサンプリングとＬ
ＣＤ表示回路９の表示とを２秒間隔に同期する。

回路動作が行なわれる。なお、とのＬＣＤ駆動回路はマ
イクロコンビコータでも代用することができる。

ＬＣＤ表示回路９は、振動のレベルをデジタル表示する
もので、本例では液晶表示（ＬＣＤ）を採用している。

なお、この液晶の代わりに発光ダイオード（ＬＥＤ）で
も表示可能である。

第２図は前述の全回路２〜９を動作させる電源回路の実
施例を示す。本実施例においては電源回路は、電源を構
成する電池１０と、電池１０の投入、遮断を行なうスイ
ッチを構成する電界効果トランジスタ（以下ＦＥＴと記
す）１１と、ＦＥＴ１１を制御するＦＥＴ１２，１３．
１４とタイマ用コンデンサ１５と、投入信号を発生する
タッチスイッチ１６などを用いて構成されている。

振動計による振動計測前の通常の状態においては、ＦＥ
ＴＩＩとｌ’ＥＴ　１４がオフ状態、ＦＥＴ１２とＦＥ
Ｔ１３がオン状態になっており、電池１０は振動計の回
路から遮断されている。計測時にタッチスイッチ１６に
手などを接触させると、パルス状の容量変化信号がＦＢ
Ｔ　１４のゲートに入力され、ＦＥＴ　１４がオン状態
になる。このためＦＢＴ　１３とＦＥＴ１２がオフ状態
になり、これによりＦＥＴＩＩがオンし、電池１０が投
入される。同時にタイマ用コンデンサ１５が充電を開始
し、充電が終わるとＦＥＴ１２とＦＥＴ　１３はオン状
態となるため、ＦＥＴＩＩがオフ状態に復帰し電池１０
が回路から遮断される。従ってタイマ用コンデンサ１５
の容量を変えることにより回路の動作継続時間を任意に
選ぶことができ、本実施例では、巡回者の測定作業時間
に合わせ６０秒としている。

第３図は、上述のセンサ１２回路２〜９．電池１０、ス
イッチ回路１００を一体化して構成した小形振動計の実
施例を示す。一体化のための本体ケース１７の底部には
、図中に示す矢印方向の振動を検出する圧電型振動素子
１が固定され、底部下面側には本体ケースを計測部位に
固定するための固定用ねじ１８が固着されている。固定
用ねじ１８の代わりに永久磁石や接着剤を用いることも
可能である。本体ケース内スペースの上半分には主とし
て電源回路、下半分には計測回路が収納さ　４ｎるとと
もに、本体ケース上面にはタッチスイッチ１６が配され
、瞬間的に手を触れることにより計測を開始することが
できる。計測開始後６０秒で電源は自動的に回路から遮
断されるからその間に振動レベルを読み取る。なお、電
源回路はトランジスタのような半導体を用いて構成され
ているから極めて小形に形成され、電源回路のために振
動計の小形化が実用的に阻害されることはない。

〔発明の効果〕

以上に述べたように、本発明によれば、（１）電源の投
入、遮断を行なわせるためのスイッチ回路が振動計中に
一体に組み込まれているから、投入、計測、遮断を連続
して行なうことができ、計測後の電源非遮断の防止が確
実となる。

る精神的負担が軽減される。

などの効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における計測２表示回路の回路構成を示
すブロック回路図、第２図は電源を計測。 表示回路に投入、遮断するためのスイッチ回路の一実施
例を示す回路図、第３図は第１図および第２図に示す回
路を収容した小形振動計の実施例を示す部分断面斜視図
である。 １・・・センサ、２，５・・・増幅回路、３，４・・・
積分回路、６・・・積分回路、７・・・アナログ−デジ
タル（Ａ／Ｄ）変換回路、８・・・駆動回路、９・・・
表示回路、１０・・・電池（電源）、１６・・・タッチ
スイッチ（起動部材）、１７・・・本体ケース、１００
・・・スイッチ回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）構造物の振動を電気信号として検出するセンサと、
   前記検出された電気信号を増幅する増幅回路と、前記増
   幅された電気信号の波形を積分する積分回路と、前記積
   分された電気信号を検波する検波回路と、前記検波して
   得られたアナログ電気信号をデジタル電気信号に変換す
   るアナログ−デジタル変換回路と、前記デジタル信号を
   振動レベルに演算するとともに該振動レベルが表示され
   る回路を制御する駆動回路と、前記の各回路を動作させ
   る電源と、この電源の投入、遮断を行なわしめるスイッ
   チ回路とを一体に構成し、構造物の被計測部位に取り付
   けて該部位の振動レベルを計測することを特徴とする小
   形振動計。 ２）特許請求の範囲第１項記載の振動計において、電源
   の投入、遮断を行なわしめるスイッチ回路は、スイッチ
   機能を有するトランジスタとタイマ機能を有するコンデ
   ンサとを備え、電源の投入後所定時間後に電源が自動的
   に遮断されるように構成されていることを特徴とする小
   形振動計。 ３）特許請求の範囲第１項記載の振動計において、振動
   計を構成する各回路と電源ならびにスイッチ回路の一体
   構成は、前記各回路、電源およびスイッチ回路を共通の
   ケースに収容することにより行なわれるとともに前記ス
   イッチ回路は少なくとも該回路を投入起動するための起
   動部材を備えかつ該部材が前記共通のケースに該ケース
   の外方から人の手で操作可能に配されていることを特徴
   とする小形振動計。