KR101012097B1 - Axial vibration measuring device of diesel engin crank shaft of ship using non-contact type sensor and measuring method of axial vibration using that - Google Patents

Axial vibration measuring device of diesel engin crank shaft of ship using non-contact type sensor and measuring method of axial vibration using that Download PDF

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KR101012097B1 KR1020100033144A KR20100033144A KR101012097B1 KR 101012097 B1 KR101012097 B1 KR 101012097B1 KR 1020100033144 A KR1020100033144 A KR 1020100033144A KR 20100033144 A KR20100033144 A KR 20100033144A KR 101012097 B1 KR101012097 B1 KR 101012097B1
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김태옥
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Abstract

PURPOSE: A longitudinal vibration measuring device of a diesel engine crank shaft for a ship using a non-contact type sensor and a measuring method of longitudinal vibration using the same are provided to enable the formation of vibration spectrum composed of the frequency components of pure axial vibration. CONSTITUTION: A longitudinal vibration measuring device of a diesel engine crank shaft for a ship using a non-contact type sensor comprises a non-contact type sensor for measuring vibration(100), a signal process module(211), a trigger module(212), a signal connection module(213), a vibration calculation module(214), a display unit(220), and an input button. The non-contact type sensor for measuring vibration comprises an eddy current sensor or a gap sensor. The signal process module changes analog vibratory signals, detected by the non-contact type, into digital signals. The trigger module removes abnormal signals from the digital signals passing through the signal process module. The signal connection module passes through the trigger module and connects the measuring signals. The vibration calculation module calculates the vibration value from the connect signals passing through the signal connection module. The display unit displays the vibration value calculated in the vibration calculation module.

Description

비접촉식 센서를 이용한 선박용 디젤엔진 크랭크축의 종방향 진동 측정장치 및 이를 이용한 진동 측정방법{Axial Vibration Measuring Device of Diesel Engin Crank Shaft of Ship Using Non-contact Type Sensor and Measuring Method of Axial Vibration Using That}Axial Vibration Measuring Device of Diesel Engin Crank Shaft of Ship Using Non-contact Type Sensor and Measuring Method of Axial Vibration Using That}

본 발명은 진동측정기술에 관한 것으로서, 좀 더 자세하게는 선박용 디젤엔진 크랭크축의 종방향 진동을 측정하는 장치와 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to vibration measurement technology, and more particularly, to an apparatus and a method for measuring longitudinal vibration of a marine diesel engine crankshaft.

통상적으로 진동을 측정하는 방법으로는 진동하는 물체에 진동을 감지할 수 있는 진동센서를 부착하고, 이 진동센서가 감지한 진동신호를 유선인 케이블을 통하여 신호분석기에 보내고, 신호분석기가 진동신호를 분석하여 최대 진동값, 평균진동값, 진동스펙트럼 등을 분석하는 방법이 사용된다.In general, a method for measuring vibration is to attach a vibration sensor to the vibrating object to detect the vibration, and send the vibration signal detected by the vibration sensor to the signal analyzer through a wired cable, and the signal analyzer sends the vibration signal. By analyzing, the method of analyzing the maximum vibration value, average vibration value, vibration spectrum, etc. is used.

진동센서로는 진동속도를 감지하는 속도픽업, 진동가속도를 감지하는 가속도픽업(이를 "가속도계(Accelerometer)"라 부른다.) 등이 사용되는데, 진동을 측정하고자 부위에 부착하여 물체와 함께 진동하도록 한다. 신호분석기는 노이즈를 제거하는 필터, 센서가 감지한 아날로그 신호를 디지털 데이터로 변환하는 A/D컨버터, 주파수분석을 하여 스펙트럼을 구하는 FFT모듈, 신호를 미분하거나 적분하는 미분회로 또는 적분회로, 측정된 진동값을 표시하는 표시창, 신호분석 방법 등을 조작하는 입력버튼 등을 구비하고 있다.As a vibration sensor, a speed pickup for detecting the vibration speed and an acceleration pickup for detecting the vibration acceleration (called an "accelerometer") are used. . The signal analyzer includes a filter for removing noise, an A / D converter that converts an analog signal detected by a sensor into digital data, an FFT module for obtaining a spectrum by frequency analysis, a differential or integrating circuit that differentiates or integrates signals, and measured A display window for displaying vibration values, an input button for operating a signal analysis method, and the like are provided.

정지해 있는 물체의 진동은 상기와 같은 통상적인 진동측정장치를 이용하여 진동을 측정하고 분석할 수 있으나, 회전하는 물체, 직선운동을 하는 물체 등의 진동을 측정하는 경우에는 신호선인 케이블을 사용할 수 없고, 또한 가속도픽업, 속도픽업 등의 통상의 진동센서는 감지부의 질량이 원심력 등의 가속도를 받아 정확한 측정이 이루어지지 않는다. 따라서 이러한 경우 와전류센서(Eddy Current Sensor) 갭센서(Gab Sensor) 등의 비접촉식 센서를 사용한다. The vibration of a stationary object can be measured and analyzed using the conventional vibration measuring device as described above. However, when measuring the vibration of a rotating object or a linear motion object, a signal cable can be used. In addition, in a conventional vibration sensor such as acceleration pickup and speed pickup, the mass of the sensing unit receives acceleration such as centrifugal force, and thus accurate measurement is not performed. Therefore, in this case, a non-contact sensor such as an eddy current sensor or a gap sensor is used.

예를 들어 도 1에 도시한 바와 같은 선박 추진축의 종방향 진동을 측정하는 경우, 비접촉식 센서(S)를 추진축(P)의 종방향 진동을 감지할 수 있는 플랜지(F) 또는 노출된 축의 끝부분(E)과 근접한 곳에 설치하여, 축이 센서에 접근하거나 멀어지는 것을 감지하여 종방향 진동을 측정한다.For example, when measuring the longitudinal vibration of the ship propulsion shaft as shown in Figure 1, the non-contact sensor (S) is a flange (F) that can detect the longitudinal vibration of the propulsion shaft (P) or the end of the exposed shaft Installed in close proximity to (E), the longitudinal vibration is measured by detecting the axis approaching or away from the sensor.

그러나 통상적으로 회전축에서 종방향 진동을 감지할 수 있는 플랜지(F) 또는 노출된 축의 끝부분(E)에는 도 1의 (a) 또는 (b)의 부분투시도에서 보듯이 결합볼트(B), 키(K) 등의 요철부가 있어서 비접촉식 센서를 사용하기 어려운 경우가 많다.However, the flange (F) or the exposed end of the shaft (E) that can detect the longitudinal vibration in the rotational shaft typically, as shown in the partial perspective view of (a) or (b) of Figure 1 bolt (B), key Since there are uneven parts such as (K), it is often difficult to use a non-contact sensor.

회전축의 종방향 진동을 측정함에 있어서, 상기와 같이 진동을 감지할 수 있는 플랜지 또는 노출된 축의 끝부분에는 결합볼트, 키 등의 요철부가 존재하여 비접촉식 센서로는 진동을 측정할 수 없는 경우가 많은바, 이와 같은 요철부가 있더라도 비접촉식 센서를 이용하여 종방향 진동을 측정할 수 있는 방법과, 이를 구현할 수 있는 측정장치가 요구된다.
In measuring the longitudinal vibration of the rotating shaft, there are many cases in which the non-contact sensor cannot measure the vibration because there is an uneven part such as a coupling bolt or a key at the end of the flange or the exposed shaft that can sense the vibration as described above. Bar, even if there is such an uneven portion is required a method for measuring the longitudinal vibration using a non-contact sensor, and a measuring device that can implement this.

본 발명의 축진동 측정장치는 측정부위와 일정한 간격을 유지하여 고정되는 비접촉식 센서(100)와 센서(100)로부터 받은 신호를 분석하여 진동의 크기와 스펙트럼을 분석하는 신호분석기(200)로 구성된다. 신호분석기(200)는 통상의 진동측정기와 동일하게 외부로 노출되는 표시부(220)와 입력버튼(230)을 구비하고, 내부에 신호연산부(210)을 구비한다. The axial vibration measuring apparatus of the present invention is composed of a non-contact sensor 100 and a signal analyzer 200 for analyzing the magnitude and spectrum of the vibration by analyzing the signal received from the sensor 100 is fixed at a constant distance from the measurement site. The signal analyzer 200 includes a display unit 220 and an input button 230 which are exposed to the outside in the same manner as a general vibration measuring instrument, and has a signal operation unit 210 therein.

신호연산부(210)는 통상적인 신호분석기의 것과 동일한 신호처리모듈(211), 신호처리모듈(211)을 통과한 디지털 신호에서 이상신호를 제거하는 트리거모듈(212), 이상신호가 제거된 측정신호를 서로 연결하는 신호연결모듈(213), 그리고 신호연결모듈을 통과한 연결신호로부터 진동의 최대 진폭, 평균진폭, 진동의 RMS값 등 진동값을 계산하는 진동계산모듈(214)을 포함하여 구성된다.The signal operation unit 210 includes the same signal processing module 211 as that of a conventional signal analyzer, a trigger module 212 for removing an abnormal signal from a digital signal passed through the signal processing module 211, and a measurement signal from which an abnormal signal is removed. And a vibration calculation module 214 that calculates vibration values such as the maximum amplitude of vibration, average amplitude, and RMS value of vibration from the connection signal passing through the signal connection module. .

그리고 축진동의 스펙트럼을 구하기 위하여 신호처리모듈(211)을 통과한 디지털 신호로부터 이상신호의 초당 반복회수를 계산하는 이상신호주파수계산모듈(215), 이상신호를 제거한 후 연결한 측정신호를 주파수변환하는 FFT모듈(216), 그리고 주파수변환된 진동신호의 스펙트럼에서 이상신호주파수와 그 정수 배의 주파수 성분을 제거하는 이상주파수제거모듈(217)을 추가로 구비한다.
And an abnormal signal frequency calculation module 215 for calculating the number of repetitions of the abnormal signal per second from the digital signal passing through the signal processing module 211 to obtain the spectrum of the axial vibration, removing the abnormal signal and frequency converting the connected measurement signal. The FFT module 216 is further provided with an abnormal frequency removal module 217 for removing an abnormal signal frequency and an integer multiple of the frequency component from the spectrum of the frequency-converted vibration signal.

본 빌명의 축진동 측정장치와 축진동 측정방법을 이용하면, 고정볼트, 키홈 등의 측정불가 부위가 있어서 통상의 비접촉식 센서를 이용하여 진동을 측정할 수 없는 회전축의 종방향 진동을 정확하게 측정할 수 있다.Using the axial vibration measuring device and the axial vibration measuring method of the present invention, there is an unmeasurable portion such as a fixed bolt and a key groove, so that the longitudinal vibration of the rotating shaft cannot be measured accurately using a normal non-contact sensor.

또한 진동 스펙트럼에서 측정불가 부위에 의하여 나타나는 이상진동성분을 완전히 제거하여, 순수한 축진동의 주파수 성분만으로 구성된 진동 스펙트럼을 얻을 수 있다.
In addition, by completely eliminating the abnormal vibration component represented by the unmeasurable portion in the vibration spectrum, it is possible to obtain a vibration spectrum consisting of only the frequency components of pure axial vibration.

도 1은 축진동 측정부위와 측정장치의 배치를 보인 것이다.
도 2는 본 발명의 측정장치 구성도이다.
도 3은 신호연산부의 구성도이다.
도 4는 진동 측정신호의 시간영역 그래프이다.
도 5는 진동의 주파수영역그래프(스펙트럼)이다.
Figure 1 shows the arrangement of the axial vibration measuring portion and the measuring device.
2 is a block diagram of the measuring apparatus of the present invention.
3 is a configuration diagram of a signal calculation unit.
4 is a time domain graph of a vibration measurement signal.
5 is a frequency domain graph (spectrum) of vibration.

본 발명의 축진동 측정장치는 도 2에 도시한 바와 같이, 축진동을 측정하고자 하는 측정부위와 일정한 간격을 유지하여 고정되는 비접촉식 센서(100)와 센서(100)로부터 받은 신호를 분석하여 진동의 크기와 스펙트럼을 분석하는 신호분석기(200)로 구성된다. As shown in FIG. 2, the axial vibration measuring apparatus of the present invention analyzes the signals received from the non-contact sensor 100 and the sensor 100 which are fixed at a constant distance from the measuring portion to measure the axial vibration, and the magnitude of the vibration. It consists of a signal analyzer 200 for analyzing the spectrum.

센서(100)는 선박 추진축의 종방향 진동을 감지할 수 있는 플랜지(F) 또는 노출된 축의 끝부분(E)의 면과 일정한 간격을 두고 근접한 곳에 설치되어 면이 센서에 접근하거나 멀어지는 것을 감지하여 종방향 진동을 측정하는 것으로서, 와전류센서 또는 갭센서가 사용될 수 있는데, 와전류센서를 사용하는 것이 측정주파수 범위가 넓고 측정정밀도가 높아 바람직하다.Sensor 100 is installed close to the surface of the flange (F) or the end of the exposed shaft (E) that can detect the longitudinal vibration of the ship propulsion shaft at regular intervals to detect that the surface approaches or away from the sensor As the longitudinal vibration measurement, an eddy current sensor or a gap sensor can be used. It is preferable to use an eddy current sensor because the measurement frequency range is wide and the measurement accuracy is high.

그리고 신호분석기(200)는 통상의 진동측정에 사용되는 신호분석기와 동일하게 표시부(220)와 입력버튼(230)을 구비하고, 내부에 신호연산부(210)을 구비한다. In addition, the signal analyzer 200 includes a display unit 220 and an input button 230 in the same manner as the signal analyzer used in the general vibration measurement, and has a signal operation unit 210 therein.

신호연산부(210)는 도 3에 도시한 바와 같이, 통상적인 신호분석기의 것과 동일한 신호처리모듈(211), 신호처리모듈(211)을 통과한 디지털 신호에서 이상신호를 제거하는 트리거모듈(212), 이상신호가 제거된 측정신호를 서로 연결하는 신호연결모듈(213), 그리고 신호연결모듈(213)을 통과한 연결신호로부터 진동의 최대 진폭, 평균진폭, 진동의 RMS값 등의 진동값을 계산하는 진동계산모듈(214)을 포함하여 구성된다. 신호연산부(210)를 구성하는 상기 모듈들은 각각 하나의 칩 형태로 인쇄회로 기판에 구비될 수도 있고, 일련의 연산이 일어나는 하나의 칩 모듈에 소프트웨어적으로 구비될 수도 있다.As shown in FIG. 3, the signal operation unit 210 removes the abnormal signal from the digital signal passing through the same signal processing module 211 and the signal processing module 211 as that of the conventional signal analyzer. Calculate vibration values such as the maximum amplitude of vibration, average amplitude, RMS value of vibration, etc. from the signal connection module 213 connecting the measurement signals from which the abnormal signal is removed, and the connection signal passed through the signal connection module 213 The vibration calculation module 214 is configured to include. The modules constituting the signal operation unit 210 may be provided in the printed circuit board in the form of one chip, or may be provided in software in one chip module in which a series of operations are performed.

신호처리모듈(211)은 통상의 진동측정기의 신호처리부와 동일하게, 센서(100)가 감지한 진동 측정신호를 증폭하는 신호증폭기, 측정신호에서 노이즈를 제거하는 필터, 그리고 센서가 감지한 아날로그 신호를 디지털 데이터로 변환하는 A/D컨버터 등을 포함하여 구성된다.The signal processing module 211 is a signal amplifier for amplifying a vibration measurement signal sensed by the sensor 100, a filter for removing noise from the measurement signal, and an analog signal detected by the sensor, similar to a signal processing unit of a general vibration measuring instrument. And an A / D converter for converting the data into digital data.

그리고 축진동의 스펙트럼을 구하기 위하여 신호처리모듈(211)을 통과한 디지털 신호로부터 이상신호의 초당 반복회수(이하 "이상신호주파수"라 칭함.)를 계산하는 이상신호주파수계산모듈(215), 이상신호를 제거한 후 연결한 측정신호를 주파수변환하는 FFT모듈(216), 그리고 주파수변환된 진동신호의 스펙트럼에서 이상신호주파수와 이 이상신호주파수의 2 이상 정수배의 주파수 성분을 제거하는 이상주파수제거모듈(217)을 추가로 구비한다.And an abnormal signal frequency calculation module 215 for calculating the number of repetitions of the abnormal signal per second (hereinafter, referred to as an "abnormal signal frequency") from the digital signal passing through the signal processing module 211 to obtain the spectrum of the axial vibration. FFT module 216 for frequency converting the connected measurement signal after removing the signal, and an abnormal frequency removal module for removing an abnormal signal frequency and two or more integer multiples of the abnormal signal frequency from the spectrum of the frequency-converted vibration signal (217). ) Is further provided.

볼트결합구멍, 키홈 등이 있는 측정부위에서 측정한 회전하는 축의 진동을 비접촉식 센서(100)를 이용하여 측정하면, 시간 축의 측정신호는 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이 정상적인 축의 진동신호가 나타나는 정상신호 구간과 볼트결합구멍, 키홈 등의 측정불가 부위가 센서(100)를 통과할 때 나타나는 이상신호 구간이 교대로 나타난다.When the vibration of the rotating shaft measured at the measuring part including the bolt coupling hole, the key groove, etc. is measured using the non-contact sensor 100, the measurement signal of the time axis is the vibration signal of the normal shaft as shown in FIG. The abnormal signal section that appears when the normal signal section that appears and the non-measureable parts such as bolt coupling holes, key grooves, etc., pass through the sensor 100, alternately appear.

트리거모듈(212)은 측정신호가 설정된 트리거값(At) 이상으로 증가하거나 트리거값 이하로 감소하는 시점을 감지하고, 증가신호 감지 시점보다 조금 전 그리고 감소신호 감지 시점보다 조금 후 사이의 이상신호를 제거한다. 이와 같이 이상신호가 제거된 측정신호는 도 4의 (b)와 같이 정상신호만 남게 된다.The trigger module 212 detects a point in time when the measurement signal increases or decreases below the set trigger value A t and is lower than or equal to the trigger value, and an abnormal signal between a little before and after the increase signal detection time. Remove it. As such, the measurement signal from which the abnormal signal is removed remains only a normal signal as shown in FIG.

상기와 같이 이상신호가 제거되고 남은 정상신호는 신호연결모듈(213)에서 신호가 절단된 부분을 서로 연결하여, 도 4의 (c)에 도시한 바와 같이 시간 축에서 연결된 연결신호가 된다. 절단된 신호를 연결하는 방법은 하나의 절단된 신호의 모든 시간 값을 절단 시간만큼 차감하는 방법으로 한다.As described above, the normal signal remaining after the abnormal signal is removed is connected to each other by cutting off the signal from the signal connection module 213 to become a connection signal connected on the time axis as shown in FIG. The method of connecting the truncated signals is performed by subtracting all time values of one truncated signal by the truncation time.

진동계산모듈(214)은 상기와 같이 만들어진 연결신호로부터 최대 진동값, 일정 시간 동안 평균진동값, 진동의 RMS값 등을 구한다.(만약 신호를 연결하지 않고 평균진동값 또는 진동의 RMS값 등을 구하면, 제거된 이상신호구간의 진동이 모두 영(Zero)이 되어 평균진동값이 실재보다 낮게 계산된다.)The vibration calculation module 214 calculates the maximum vibration value, the average vibration value for a predetermined time, the RMS value of the vibration, etc. from the connection signal made as described above. In this case, the vibrations of the removed abnormal signal section are all zero and the average vibration value is calculated to be lower than the actual value.)

상기와 같이 구해진 연결신호를 FFT모듈(216)을 통과시켜 진동스펙트럼을 구하면 도 5의 (a)에 도시한 바와 같은데, 주기적으로 나타나는 이상신호를 절단한 주기의 역수인 절단주파수(fc)와 이 절단주파수(fc)의 정수 배인 하모닉성분(fh1, fh2...)들이 함께 나타난다. 이 절단주파수(fc)와 그 하모닉성분들(이를 "이상주파수"라 칭함.)은 측정된 축진동의 주파수 성분이 아니고, 신호를 주기적으로 절단하는 과정이 반영된 주파수이므로, 이를 제거하여야 진정한 축진동의 스펙트럼이 구해진다.The vibration spectrum obtained by passing the connection signal obtained as described above through the FFT module 216 is as shown in FIG. 5 (a), and the cutting frequency f c, which is the inverse of the period in which the abnormal signal periodically appears, The harmonic components f h1 , f h2 ... Which are integer multiples of this cutting frequency f c appear together. This cutting frequency (f c ) and its harmonic components (referred to as "ideal frequencies") are not frequency components of the measured axial vibrations, but are frequencies that reflect the process of periodically cutting the signal. The spectrum is obtained.

이상신호주파수계산모듈(215)은 이상신호가 나타나는 주기를 계산하여, 그 주기의 역수를 취하여 절단주파수(fc)를 구하고, 이 절단주파수(fc)의 정수 배인 하모닉성분(fh1, fh2...)을 구한다. 절단주파수(fc)와 그의 하모닉성분을 이상신호 주파수로 간주한다. 이상신호의 주기는 하나의 증가 트리거가 작동하는 시점에서 다음 증가 트리거가 작동하는 시점 사이의 시간이 된다. 예를 들어 회전축의 플랜지에 6개의 볼트구멍이 등간격으로 가공되어 있다면, 축이 1회전 할 동안 측정불가 구간인 볼트구멍이 6회 센서를 지나가게 되므로 이상신호주파수는 회전 주파수에 6을 곱한 값이 된다. 그리고 회전축에 하나의 키홈이 가공되어 있다면 이상신호주파수는 회전 주파수와 동일하다.The abnormal signal frequency calculating module 215 calculates the period in which the abnormal signal appears, takes the inverse of the period, obtains the cutting frequency f c , and the harmonic components f h1 and f that are integer multiples of the cutting frequency f c . h2 ...) The truncation frequency f c and its harmonic components are regarded as an abnormal signal frequency. The period of the abnormal signal is the time between when one increment trigger is activated and when the next increment trigger is activated. For example, if six bolt holes are machined at equal intervals in the flange of the rotating shaft, the abnormal signal frequency is multiplied by six times the rotation frequency because the bolt hole, which cannot be measured, passes through the sensor six times during one rotation of the shaft. Becomes And if one keyway is machined on the rotating shaft, the abnormal signal frequency is the same as the rotating frequency.

이상주파수제거모듈(217)은 상기 FFT모듈(216)을 통과하여 만들어진 진동신호 스펙트럼에서 이상신호주파수의 진동신호를 제거한다. 이때 이상신호주파수 전후 일정 폭의 주파수 밴드 신호를 모두 제거하여, 진동신호 스펙트럼에서 이상진동성분을 완전히 제거한다. 이와 같이 이상신호 주파수 성분을 제거하면 이상신호를 제거하는 과정에서 생긴 주파수 성분은 진동스펙트럼에서 배제되고, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이 순수한 축진동의 주파수 성분만 남게 된다.The abnormal frequency removal module 217 removes the vibration signal of the abnormal signal frequency from the vibration signal spectrum generated through the FFT module 216. In this case, all frequency band signals having a predetermined width before and after the abnormal signal frequency are removed to completely remove the abnormal vibration component from the vibration signal spectrum. As such, when the abnormal signal frequency component is removed, the frequency component generated in the process of removing the abnormal signal is excluded from the vibration spectrum, and only the frequency component of pure axial vibration remains as shown in FIG.

상기 진동계산모듈(214)에서 계산한 진동값과 상기 이상주파수제거모듈(217)을 통과하여 얻어진 진동스펙트럼은 표시부(220)에 숫자 또는 그래프로 표시되고 출력단자로 출력되어 사용자가 이용할 수 있게 한다.
The vibration value calculated by the vibration calculation module 214 and the vibration spectrum obtained through the abnormal frequency removal module 217 are displayed on the display unit 220 as numbers or graphs and are output to the output terminal to be used by the user. .

100 : 센서, 200 : 신호분석기,
210 : 신호연산부, 220 : 표시부, 230 : 입력버튼,
211 : 신호처리모듈, 212 : 트리거모듈, 213 : 신호연결모듈,
214 : 진동계산모듈, 215 : 이상신호주파수계산모듈,
216 ; FFT모듈, 217 : 이상주파수제거모듈.100: sensor, 200: signal analyzer,
210: signal calculation unit, 220: display unit, 230: input button,
211: signal processing module, 212: trigger module, 213: signal connection module,
214: vibration calculation module, 215: abnormal signal frequency calculation module,
216; FFT module, 217: Abnormal frequency elimination module.

Claims (4)

엔진의 추진축(P)의 종방향 진동을 감지할 수 있는 플랜지(F) 또는 노출된 축의 끝부분(E)의 면과 일정한 간격을 두고 설치되는 것으로서, 와전류센서 또는 갭센서를 포함하는 비접촉식 진동측정센서인 센서(100)와:
상기 센서(100)가 감지한 진동 측정신호를 증폭하는 신호증폭기, 측정신호에서 노이즈를 제거하는 필터, 센서가 감지한 아날로그 신호를 디지털 데이터로 변 환하는 A/D컨버터를 포함하여 구성되어, 센서(100)가 감지한 아날로그 진동신호를 디지털 신호로 변환하는 신호처리모듈(211);
상기 신호처리모듈(211)을 통과한 디지털 신호에서 이상신호를 제거하는 트리거모듈(212);
상기 트리거모듈(212)을 통과하여 이상신호가 제거된 측정신호를 서로 연결하는 신호연결모듈(213);
상기 신호연결모듈(213)를 통과한 연결신호로부터 진동의 최대 진폭, 평균진폭, 그리고 진동의 RMS값을 포함하는 진동값을 계산하는 진동계산모듈(214);
상기 진동계산모듈(214)에서 계산한 진동값을 표시하는 표시부(220);
그리고 상기 진동값 계산에 필요한 조작을 하는 입력버튼(230);
을 포함하여 구성되는 신호분석기(200):
로 구성되는, 비접촉식 센서를 이용한 선박용 디젤엔진 크랭크축의 종방향 진동 측정장치.It is installed at regular intervals from the surface of the flange (F) or the end of the exposed shaft (E) to detect the longitudinal vibration of the propulsion shaft (P) of the engine, non-contact vibration measurement including an eddy current sensor or a gap sensor Sensor 100, which is a sensor:
And a signal amplifier for amplifying the vibration measurement signal sensed by the sensor 100, a filter for removing noise from the measurement signal, and an A / D converter for converting the analog signal detected by the sensor into digital data. A signal processing module 211 for converting the analog vibration signal sensed by the 100 into a digital signal;
A trigger module 212 for removing an abnormal signal from the digital signal passing through the signal processing module 211;
A signal connection module 213 for connecting the measurement signals from which the abnormal signal is removed through the trigger module 212 to each other;
A vibration calculation module 214 for calculating a vibration value including a maximum amplitude of vibration, an average amplitude, and an RMS value of the vibration from the connection signal passing through the signal connection module 213;
A display unit 220 displaying the vibration value calculated by the vibration calculation module 214;
And input button 230 for the operation required for the vibration value calculation;
Signal analyzer 200 is configured to include:
Longitudinal vibration measurement apparatus for marine diesel engine crankshaft using a non-contact sensor, consisting of. 제1항에 있어서, 상기 진동 측정장치는,
상기 신호처리모듈(211)을 통과한 디지털 신호로부터 이상신호의 주파수를 계산하는 이상신호주파수계산모듈(215);
상기 신호연결모듈(213)을 통과하여 이상신호가 제거된 후 연결된 측정신호를 주파수변환하여 진동신호의 스펙트럼을 구하는 FFT모듈(216);
그리고, 상기 FFT모듈(216)에서 구한 진동신호의 스펙트럼에서 상기 이상신호주파수계산모듈(215)에서 계산한 이상신호주파수 성분과 이 이상신호주파수의 2 이상 정수배의 주파수 성분을 제거하는 이상주파수제거모듈(217);
을 추가로 구비하여, 축진동의 스펙트럼을 구할 수 있는 기능을 추가로 구비한, 비접촉식 센서를 이용한 선박용 디젤엔진 크랭크축의 종방향 진동 측정장치.According to claim 1, The vibration measuring device,
An abnormal signal frequency calculating module 215 for calculating a frequency of the abnormal signal from the digital signal passing through the signal processing module 211;
An FFT module 216 for obtaining a spectrum of a vibration signal by frequency converting the connected measurement signal after the abnormal signal is removed through the signal connection module 213;
And an abnormal frequency elimination module for removing an abnormal signal frequency component calculated by the abnormal signal frequency calculation module 215 and a frequency component of two or more integer multiples of the abnormal signal frequency from the spectrum of the vibration signal obtained by the FFT module 216. (217);
In addition, further provided with a function to obtain the spectrum of the axial vibration, longitudinal vibration measuring apparatus of the marine diesel engine crankshaft using a non-contact sensor. 제1항의 진동 측정장치를 사용하여 행해지는 것으로서,
제1단계 : 상기 신호처리모듈(211)에서 이루어지는 것으로서, 센서(100)가 감지한 아날로그 진동신호를 디지털 데이터로 변환하여, 시간영역의 진동신호 데이터를 생성하는 시간영역 데이터 생성단계;
제2단계 : 상기 트리거모듈(212)에서 이루어지는 것으로서, 상기 시간영역 데이터에서 이상신호를 제거하는 이상신호 제거단계;
제3단계 : 상기 신호연결모듈(213)에서 이루어지는 것으로서, 상기 이상신호 제거단계에서 이상신호가 제거된 측정신호를 서로 연결하여 연결신호를 생성하는 신호연결단계;
제4단계 : 상기 진동계산모듈(214)에서 이루어지는 것으로서, 상기 연결신호로부터 진동의 최대 진폭, 평균진폭, 진동의 RMS값을 포함하는 진동값을 계산하는 진동계산단계;
를 순차적으로 수행하여 선박용 디젤엔진 크랭크축의 종방향 진동을 측정하는 방법.As performed using the vibration measuring device of claim 1,
First step: the time domain data generation step, which is performed in the signal processing module 211, converts the analog vibration signal sensed by the sensor 100 into digital data to generate vibration signal data in the time domain;
Second step: The abnormal signal removing step, which is performed in the trigger module 212, removes an abnormal signal from the time domain data;
The third step: the signal connection module 213, the signal connection step of generating a connection signal by connecting the measurement signal from which the abnormal signal is removed in the abnormal signal removal step;
Step 4: The vibration calculation module 214, the vibration calculation step of calculating the vibration value including the maximum amplitude of the vibration, the average amplitude, the RMS value of the vibration from the connection signal;
Method to measure the longitudinal vibration of the marine diesel engine crankshaft by performing sequentially. 제2항의 진동 측정장치를 사용하여 행해지는 것으로서,
제1단계 : 상기 신호처리모듈(211)에서 이루어지는 것으로서, 센서(100)가 감지한 아날로그 진동신호를 디지털 데이터로 변환하여, 시간영역의 진동신호 데이터를 생성하는 시간영역 데이터 생성단계;
제2단계 : 상기 이상신호주파수계산모듈(215)에서 이루어지는 것으로서, 상기 시간영역 데이터 생성단계에서 생성된 시간영역 데이터에서 이상신호의 초당 반복회수로부터 이상신호주파수를 계산하는 이상신호주파수계산단계;
제3단계 : 상기 트리거모듈(212)에서 이루어지는 것으로서, 상기 시간영역 데이터에서 이상신호를 제거하는 이상신호 제거단계;
제4단계 : 상기 신호연결모듈(213)에서 이루어지는 것으로서, 상기 이상신호 제거단계에서 이상신호가 제거된 측정신호를 서로 연결하여 연결신호를 생성하는 신호연결단계;
제5단계 : 상기 FFT모듈(216)에서 이루어지는 것으로서, 상기 신호연결단계에서 생성한 연결신호를 주파수 변환을 하여 진동 스펙트럼을 구하는 주파수변환단계;
제6단계 : 상기 이상주파수제거모듈(217)에서 이루어지는 것으로서, 상기 주파수변환단계에서 구한 진동 스펙트럼에서 상기 이상신호주파수계산단계에서 구한 이상신호주파수 성분과 이 이상신호주파수의 2 이상 정수배의 주파수 성분을 제거하는 이상신호주파수제거단계;
를 순차적으로 수행하여 선박용 디젤엔진 크랭크축의 종방향 진동을 측정하는 방법.As performed using the vibration measuring device of claim 2,
First step: the time domain data generation step, which is performed in the signal processing module 211, converts the analog vibration signal sensed by the sensor 100 into digital data to generate vibration signal data in the time domain;
Second step: The abnormal signal frequency calculation module 215, the abnormal signal frequency calculation step of calculating the abnormal signal frequency from the iterations of the abnormal signal per second in the time domain data generated in the time domain data generation step;
The third step is performed by the trigger module 212, the abnormal signal removing step of removing the abnormal signal from the time domain data;
A fourth step: a signal connection step of the signal connection module 213, which generates a connection signal by connecting the measurement signals from which the abnormal signal is removed in the abnormal signal removal step;
The fifth step is performed by the FFT module 216, the frequency conversion step of obtaining a vibration spectrum by frequency conversion of the connection signal generated in the signal connection step;
Step 6: The abnormal frequency elimination module 217, the abnormal signal frequency component obtained in the abnormal signal frequency calculation step and the frequency component of two or more integer multiples of the abnormal signal frequency from the vibration spectrum obtained in the frequency conversion step Removing an abnormal signal frequency;
Method to measure the longitudinal vibration of the marine diesel engine crankshaft by performing sequentially.
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