(57)【要約】【課題】複数の翼の振動特性をより短時間で試験する。【解決手段】ＦＲＡ（Frequency Response Analyzer）方式に基づいて被試験体を掃引加振することにより当該被試験体の振動特性を取得する振動試験装置であって、複数の周波数範囲のスイープ正弦波信号を重畳させた加振信号を生成する加振信号発生器と、加振信号に基づいて被試験体を掃引加振する加振機と、被試験体の振動を検出する振動センサと、スイープ正弦波信号に対応する複数の解析部を備え、振動センサの出力信号を正弦波信号に同期させて被試験体の周波数応答を解析する周波数応答解析装置とを備える。【選択図】図１
2019196965.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＦＲＡ（Frequency Response Analyzer）方式に基づいて被試験体を掃引加振することにより当該被試験体の振動特性を取得する振動試験装置であって、
複数の周波数範囲のスイープ正弦波信号を重畳させた加振信号を生成する加振信号発生器と、
前記加振信号に基づいて前記被試験体を掃引加振する加振機と、
前記被試験体の振動を検出する振動センサと、
前記スイープ正弦波信号に対応する複数の解析部を備え、前記振動センサの出力信号を前記スイープ正弦波信号に同期させて前記被試験体の周波数応答を解析する周波数応答解析装置と
を備えることを特徴とする振動試験装置。
【請求項２】
前記周波数応答解析装置は、前記解析部が出力する周波数応答特性を周波数軸上で合成して出力することを特徴とする請求項１に記載の振動試験装置。
【請求項３】
前記振動センサの出力信号を周波数分析するＦＦＴ（Fast Fourier Transform）アナライザをさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の振動試験装置。
【請求項４】
前記被試験体は、ディスクに複数の翼が一体化されたブリスクとして形成されたガスタービンのロータであり、
前記加振機は、前記ロータに設けられた翼を加振することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の振動試験装置。
【請求項５】
ＦＲＡ（Frequency Response Analyzer）方式に基づいて被試験体を掃引加振することにより当該被試験体の振動特性を取得する振動試験方法であって、
周波数範囲が仮設定された複数の仮スイープ正弦波信号を重畳させた仮加振信号で前記被試験体を仮掃引加振し、当該仮掃引加振に基づいて前記被試験体から得られる仮検出信号に基づいて各振動モードの共振周波数の概要を取得する仮計測工程と、
前記共振周波数の概要に基づいて前記周波数範囲が正式設定された正式スイープ正弦波信号を重畳させた正式加振信号で前記被試験体を掃引加振し、当該本掃引加振に基づいて前記被試験体から得られる正式検出信号に基づいて前記各振動モードの前記共振周波数を取得する本計測工程と
を有することを特徴とする振動試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動試験装置及び振動試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、ターボ機械（ターボ圧縮機）のロータ系の振動試験を行う技術が開示されている。この技術は、ＦＲＡ（Frequency Response Analyzer）方式に基づいてロータ系を加振機で掃引加振させた場合のロータ系の振動を振動センサで検出し、当該振動センサの出力を解析することによってロータ系の周波数応答関数を求め、この周波数応答関数から振動特性（共振周波数や減衰比、振動モード）を算出するものである。なお、掃引加振は、加振周波数を所定の範囲内で連続的に変化させる加振方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１０８６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、掃引加振に基づいて周波数応答関数を求める手法として、ＦＦＴアナライザを用いたＦＦＴ（Fast Fourier Transform）方式と周波数特性分析器（Frequency Response Analyzer)を用いたＦＲＡ（Frequency Response Analyzer）方式とがある。ＦＦＴ方式では所望の分解能を確保するために周波数レンジ（周波数範囲）を幾つかに切替えて被試験体を加振する必要があるので、試験時間が長くなるという問題がある。
【０００５】
これに対して、ＦＲＡ方式では正弦波の周波数を連続的に変化させて被試験体を掃引加振するので、また計測しようとする周波数範囲が比較的広い場合には幾つかの周波数レンジ（周波数範囲）に亘って掃引加振する必要があるので、加振に要する時間が長くなり、よって試験時間が長くなるという問題がある。特にガスタービンのようなターボ機械では、被試験体が備える翼の枚数が膨大になるので、試験時間が長くなる。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、被試験体の振動特性をより短時間で試験することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明では、振動試験装置に係る第１の解決手段として、ＦＲＡ（Frequency Response Analyzer）方式に基づいて被試験体を掃引加振することにより当該被試験体の振動特性を取得する振動試験装置であって、複数の周波数範囲のスイープ正弦波信号を重畳させた加振信号を生成する加振信号発生器と、前記加振信号に基づいて前記被試験体を掃引加振する加振機と、前記被試験体の振動を検出する振動センサと、前記スイープ正弦波信号に対応する複数の解析部を備え、前記振動センサの出力信号を前記スイープ正弦波信号に同期させて前記被試験体の周波数応答を解析する周波数応答解析装置とを備える、という手段を採用する。
【０００８】
本発明では、振動試験装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記周波数応答解析装置は、前記解析部が出力する周波数応答特性を周波数軸上で合成して出力する、という手段を採用する。
【０００９】
本発明では、振動試験装置に係る第３の解決手段として、上記第１または第２の解決手段において、前記振動センサの出力信号を周波数分析するＦＦＴ（Fast Fourier Transform）アナライザをさらに備える、という手段を採用する。
【００１０】
本発明では、振動試験装置に係る第４の解決手段として、上記第１〜第３のいずれかの解決手段において、前記被試験体は、ディスクに複数の翼が一体化されたブリスクとして形成されたガスタービンのロータであり、前記加振機は、前記ロータに設けられた翼を加振する、という手段を採用する。
【００１１】
また、本発明では、振動試験方法に係る解決手段として、ＦＲＡ（Frequency Response Analyzer）方式に基づいて被試験体を掃引加振することにより当該被試験体の振動特性を取得する振動試験方法であって、周波数範囲が仮設定された複数の仮スイープ正弦波信号を重畳させた仮加振信号で前記被試験体を仮掃引加振し、当該仮掃引加振に基づいて前記被試験体から得られる仮検出信号に基づいて各振動モードの共振周波数の概要を取得する仮計測工程と、前記共振周波数の概要に基づいて前記周波数範囲が正式設定された正式スイープ正弦波信号を重畳させた正式加振信号で前記被試験体を掃引加振し、当該本掃引加振に基づいて前記被試験体から得られる正式検出信号に基づいて前記各振動モードの前記共振周波数を取得する本計測工程とを有する、という手段を採用する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、被試験体の振動特性をより短時間で試験することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る振動試験装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態における加振信号を示す模式図である。
【図３】本発明の一実施形態における第１〜第５正弦波及び第１〜第５同期パルス信号を示すタイミングチャートである。
【図４】本発明の一実施形態に係る振動試験方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
本実施形態に係る振動試験装置は、図１に示すように、被試験体Ｘの振動特性を取得するものであり、加振信号発生器１、加振機２、振動センサ３、周波数応答解析装置４及びＦＦＴ（Fast Fourier Transform）アナライザ５を備えている。
【００１５】
被試験体Ｘは、例えばディスクｘ１に複数の翼ｘ２が一体化されたブリスクとして形成されたガスタービンのロータである。このブリスクは、ガスタービンのロータを構成するチタン合金等の金属部品であり、円環状のディスクｘ１の外周面に複数の翼ｘ２が放射状に設けられている。なお、図１では、紙面の都合によりブリスクの一部分のみを示している。
【００１６】
本実施形態に係る振動試験装置は、このような被試験体Ｘにおける各翼ｘ２の共振周波数を振動特性の１つとして計測するものであり、よって各翼ｘ２を所定の順番で順次掃引加振することによって各翼ｘ２の幾つかの振動モードにおける共振周波数をそれぞれ計測する。本実施形態に係る振動試験装置は、上記振動モードの一例として、１次〜５次の振動モードの共振周波数を計測する。
【００１７】
加振信号発生器１は、複数のスイープ正弦波信号を重畳させた加振信号Ｋを発生する電子回路であり、第１発振器１ａ、第２発振器１ｂ、第３発振器１ｃ、第４発振器１ｄ、第５発振器１ｅ、信号合成器１ｆ、発振制御部１ｇ及び操作部１ｈを備えている。第１発振器１ａは、図２に模式的に示すように、第１周波数帯域Ｆ１において周波数が連続的に変化する第１スイープ正弦波信号ＳＷ１を発生させて信号合成器１ｆに出力する。
【００１８】
第２発振器１ｂは、同じく図２に示すように、第２周波数帯域Ｆ２において周波数が連続的に変化する第２スイープ正弦波信号ＳＷ２を発生させて信号合成器１ｆに出力する。
第３発振器１ｃは、第３周波数帯域Ｆ３において周波数が連続的に変化する第３スイープ正弦波信号ＳＷ３を発生させて信号合成器１ｆに出力する。
【００１９】
第４発振器１ｄは、第４周波数帯域Ｆ４において周波数が連続的に変化する第４スイープ正弦波信号ＳＷ４を発生させて信号合成器１ｆに出力する。第５発振器１ｅは、第５周波数帯域Ｆ５において周波数が連続的に変化する第５スイープ正弦波信号ＳＷ５を発生させて信号合成器１ｆに出力する。
【００２０】
上記第１〜第５周波数帯域Ｆ１〜Ｆ５は、第１周波数帯域Ｆ１→第２周波数帯域Ｆ２→第３周波数帯域Ｆ３→第４周波数帯域Ｆ４→第５周波数帯域Ｆ５の順で周波数が高くなる関係にあり、図２に示すように加振周波数帯域Ｆ０において連続した周波数帯域である。
【００２１】
このような第１〜第５周波数帯域Ｆ１〜Ｆ５のうち、第１周波数帯域Ｆ１は、翼ｘ２における１次モード（基本モード）の振動の共振周波数（第１共振周波数）を計測するためのものである。また、第２周波数帯域Ｆ２は、２次モードの振動の共振周波数（第２共振周波数）を計測するためのものである。第３周波数帯域Ｆ３は、３次モードの振動の共振周波数（第３共振周波数）を計測するためのものである。第４周波数帯域Ｆ４は、４次モードの振動の共振周波数（第４共振周波数）を計測するためのものである。さらに、第５周波数帯域Ｆ５は、５次モードの振動の共振周波数（第５共振周波数）を計測するためのものである。
【００２２】
また、上記第１〜第５発振器１ａ〜１ｅは、図２に示すように発振制御部１ｇから入力される基準タイミング信号に基づいて同一の開始タイミング（時刻ｔ１）で発信を開始し、かつ、同一の終了タイミング（時刻ｔ２）で発信を終了する。すなわち、時間軸上における第１〜第５スイープ正弦波信号ＳＷ１〜ＳＷ５の最小周波数のタイミングは全て同一であり、また第１〜第５スイープ正弦波信号ＳＷ１〜ＳＷ５の最大周波数のタイミングは全て同一である。
【００２３】
信号合成器１ｆは、このような第１〜第５スイープ正弦波信号ＳＷ１〜ＳＷ５を加算することによって合成（多重化）する加算器であり、当該合成（多重化）によって得られる加振信号Ｋを加振機２に出力する。すなわち、本実施形態における加振信号Ｋは、第１〜第５スイープ正弦波信号ＳＷ１〜ＳＷ５を時間軸上の同一タイミングで合成（多重化）したものである。このような加振信号発生器１は、加振信号Ｋを加振機２に向けて出力する。
【００２４】
発振制御部１ｇは、上記基準タイミング信号を生成して第１〜第５発振器１ａ〜１ｅに出力すると共に、図３に示すように第１〜第５スイープ正弦波信号ＳＷ１〜ＳＷ５に同期した第１〜第５同期パルス信号Ｄ１〜Ｄ５を生成して周波数応答解析装置４に出力する。
【００２５】
なお、この図３では、第１〜第５スイープ正弦波信号ＳＷ１〜ＳＷ５と第１〜第５同期パルス信号Ｄ１〜Ｄ５との同期関係が分かりやすいように、便宜的に第１〜第５スイープ正弦波信号ＳＷ１〜ＳＷ５をスイープしていない単一周波数の正弦波として表している。第１〜第５同期パルス信号Ｄ１〜Ｄ５のうち、第１同期パルス信号Ｄ１は、図示するように立上り及び立下りが第１スイープ正弦波信号ＳＷ１のゼロクロス点に同期し、第２同期パルス信号Ｄ２は、立上り及び立下りが第２スイープ正弦波信号ＳＷ２のゼロクロス点に同期している。
【００２６】
また、第３同期パルス信号Ｄ３は、図３に示すように立上り及び立下りが第３スイープ正弦波信号ＳＷ３のゼロクロス点に同期し、第４同期パルス信号Ｄ４は、立上り及び立下りが第４スイープ正弦波信号ＳＷ４のゼロクロス点に同期し、第５同期パルス信号Ｄ５は、立上り及び立下りが第５スイープ正弦波信号ＳＷ５のゼロクロス点に同期している。
【００２７】
操作部１ｈは、加振信号発生器１の各種設定値を手動設定するための操作パネルである。この操作部１ｈは、例えば上述した第１〜第５周波数帯域Ｆ１〜Ｆ５を手動設定する。すなわち、被試験体Ｘの試験作業者は、操作部１ｈを操作することによって第１〜第５周波数帯域Ｆ１〜Ｆ５つまり加振周波数帯域Ｆ０を加振信号発生器１に設定する。なお，以下の作業は自動で行ってもよい。
【００２８】
続いて、加振機２は、加振信号発生器１から入力された加振信号Ｋを所定の加振媒体に変換して翼ｘ２に照射する一種の信号変換器である。この加振機２は、加振信号Ｋの振幅変化つまり第１〜第５スイープ正弦波信号ＳＷ１〜ＳＷ５における正弦波状の振幅変化に応じた強度変化の加振媒体を翼ｘ２に作用させる非接触式加振機である。翼ｘ２は、加振媒体の作用によって掃引加振されて振動する。なお、上記加振媒体は、例えば（超）音波である。
【００２９】
振動センサ３は、上記加振機２による掃引加振に起因する翼ｘ２の振動を検出することにより検出信号Ｃ（出力信号）を得る。この振動センサ３は、例えば、所定の検出媒体を翼ｘ２に照射し、当該検出媒体の翼ｘ２からの反射光を検出信号Ｃ（電気信号）に変換する非接触式振動センサである。このような振動センサ３は、翼ｘ２の振動を示す検出信号Ｃを周波数応答解析装置４及びＦＦＴアナライザ５に出力する。
【００３０】
周波数応答解析装置４は、ＦＲＡ（Frequency Response Analyzer）とも言われるものであり、振動センサ３から入力される検出信号Ｃと第１〜第５同期パルス信号Ｄ１〜Ｄ５とに基づいて加振機２による掃引加振に対する各翼ｘ２の周波数応答特性を周知のＦＲＡ方式に基づいて解析する。この周波数応答解析装置４は、図１に示すように上記第１〜第５スイープ正弦波信号ＳＷ１〜ＳＷ５に対応する５つの解析部つまり第１〜第５解析部４ａ〜４ｅ、データ合成部４ｆ及び出力部４ｇを備えている。
【００３１】
第１解析部４ａは、第１スイープ正弦波信号ＳＷ１に対応するものであり、検出信号Ｃを第１同期パルス信号Ｄ１に同期して検波（同期検波）することにより検出信号Ｃに含まれる第１周波数帯域Ｆ１の振動成分を抽出する。すなわち、第１解析部４ａは、加振機２によって加振信号Ｋに従って掃引加振された翼ｘ２の周波数応答のうち、第１スイープ正弦波信号ＳＷ１の周波数帯域である第１周波数帯域Ｆ１の周波数応答特性（第１周波数応答特性）を演算する。この第１周波数応答特性には、翼ｘ２の第１共振周波数が含まれる。
【００３２】
第２解析部４ｂは、第２スイープ正弦波信号ＳＷ２に対応するものであり、検出信号Ｃを第２同期パルス信号Ｄ２に同期して検波（同期検波）することにより検出信号Ｃに含まれる第２周波数帯域Ｆ２の振動成分を抽出する。すなわち、第２解析部４ｂは、加振信号Ｋに従って掃引加振された翼ｘ２の周波数応答のうち、第２スイープ正弦波信号ＳＷ２の周波数帯域である第２周波数帯域Ｆ２の周波数応答特性（第２周波数応答特性）を演算する。この第２周波数応答特性には、翼ｘ２の第２共振周波数が含まれる。
【００３３】
第３解析部４ｃは、第３スイープ正弦波信号ＳＷ３に対応するものであり、検出信号Ｃを第３同期パルス信号Ｄ３に同期して検波（同期検波）することにより検出信号Ｃに含まれる第３周波数帯域Ｆ３の振動成分を抽出する。すなわち、第３解析部４ｃは、加振信号Ｋに従って掃引加振された翼ｘ２の周波数応答のうち、第３スイープ正弦波信号ＳＷ３の周波数帯域である第３周波数帯域Ｆ３の周波数応答特性（第３周波数応答特性）を演算する。この第３周波数応答特性には、翼ｘ２の第３共振周波数が含まれる。
【００３４】
第４解析部４ｄは、第４スイープ正弦波信号ＳＷ４に対応するものであり、検出信号Ｃを第４同期パルス信号Ｄ４に同期して検波（同期検波）することにより検出信号Ｃに含まれる第４周波数帯域Ｆ４の振動成分を抽出する。すなわち、第４解析部４ｄは、加振信号Ｋに従って掃引加振された翼ｘ２の周波数応答のうち、第４スイープ正弦波信号ＳＷ４の周波数帯域である第４周波数帯域Ｆ４の周波数応答特性（第４周波数応答特性）を演算する。この第４周波数応答特性には、翼ｘ２の第４共振周波数が含まれる。
【００３５】
第５解析部４ｅは、第５スイープ正弦波信号ＳＷ５に対応するものであり、検出信号Ｃを第５同期パルス信号Ｄ５に同期して検波（同期検波）することにより検出信号Ｃに含まれる第５周波数帯域Ｆ５の振動成分を抽出する。すなわち、第５解析部４ｅは、加振信号Ｋに従って掃引加振された翼ｘ２の周波数応答のうち、第５スイープ正弦波信号ＳＷ５の周波数帯域である第５周波数帯域Ｆ５の周波数応答特性（第５周波数応答特性）を演算する。この第５周波数応答特性には、翼ｘ２の第５共振周波数が含まれる。
【００３６】
データ合成部４ｆは、周波数帯域が異なる上記第１〜第５周波数応答特性を周波数軸上で合成することにより、上述した加振周波数帯域Ｆ０つまり加振信号Ｋの周波数帯域に亘る翼ｘ２の周波数応答特性を取得する。このデータ合成部４ｆは、加振周波数帯域Ｆ０に亘る総合周波数応答特性を計測結果として出力部４ｇに出力する。
【００３７】
出力部４ｇは、上記総合周波数応答特性を画像表示する表示部を少なくとも備える。この表示部は、計測結果上にカーソルを表示する機能を備えており、また当該カーソルを周波数軸上において自由に移動させる操作部を補足的に備えている。試験作業者は、カーソルを各振動モードの共振ピークに合わせることにより各振動モードの共振周波数を読み取ることができる。
【００３８】
ＦＦＴアナライザ５は、振動センサ３から入力される検出信号ＣにＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理を施することにより、翼ｘ２の振動に含まれる周波数成分及び当該周波数成分の強度、つまり翼ｘ２の振動の周波数特性（振動周波数特性）を取得する計測器である。このＦＦＴアナライザ５は、上記振動周波数特性の出力形態として当該振動周波数特性を画面表示する。なお、このＦＦＴアナライザ５は、翼ｘ２の正式試験に先立って行われる仮試験において、各振動モードにおける翼ｘ２の共振周波数の概要を把握するために用いられる。
【００３９】
次に、このような振動試験装置を用いた振動試験方法について、図４に沿って詳しく説明する。
【００４０】
本実施形態に係る振動試験方法は、図４に示すように仮計測工程と本計測工程とを有する。仮計測工程は２つのステップＳ１、Ｓ２からなり、本計測工程は２つのステップＳ３、Ｓ４からなる。ステップＳ１では、上述した第１〜第５周波数帯域Ｆ１〜Ｆ５つまり加振周波数帯域Ｆ０を仮設定する。すなわち、被試験体Ｘの試験作業者は、操作部１ｈを操作することにより、過去の試験結果等に基づいて翼ｘ２の各振動モードの共振周波数が含まれると推定される周波数範囲に、第１〜第５周波数帯域Ｆ１〜Ｆ５を仮設定する。
【００４１】
そして、試験作業者は、このような第１〜第５周波数帯域Ｆ１〜Ｆ５の仮設定状態において操作部１ｈを操作することにより仮試験の開始を振動試験装置に指示する。この結果、発振制御部１ｇは、第１〜第５発振器１ａ〜１ｅを制御して第１〜第５スイープ正弦波信号ＳＷ１〜ＳＷ５ブリスク（仮スイープ正弦波信号）を発生させる。そして、これら仮スイープ正弦波信号は、信号合成器１ｆで合成（多重化）されることにより、加振信号Ｋ（仮加振信号）となって加振機２に出力される。
【００４２】
そして、被試験体Ｘ（ブリスク）の翼ｘ２は、上記仮加振信号に基づいて加振機２によって仮掃引加振され、当該仮掃引加振によって振動する。この仮掃引加振に基づく翼ｘ２の振動は、振動センサ３によって検出信号Ｃ（仮検出信号）に変換されてＦＦＴアナライザ５に取り込まれる。また、このような仮検出信号は、第１〜第５スイープ正弦波信号ＳＷ１〜ＳＷ５（仮スイープ正弦波信号）によって生成された加振信号Ｋ（仮加振信号）に基づくものであり、翼ｘ２の振動モード（第１〜第５振動モード）に対応した周波数成分を含んでいる。
【００４３】
ＦＦＴアナライザ５は、このような振動を示す検出信号ＣをＦＦＴ処理（周波数分析処理）することにより、翼ｘ２の振動周波数特性を計測する（ステップＳ２）。試験作業者は、この振動周波数特性を確認することによって、翼ｘ２の各振動モードの共振周波数の概要を把握する。
【００４４】
ここで、ＦＦＴアナライザ５における振動周波数特性の計測では、仮設定された第１〜第５周波数帯域Ｆ１〜Ｆ５の周波数範囲で検出信号Ｃに含まれる各振動モードの共振周波数を確認するが、この周波数範囲においてより低次の共振周波数はより高次の共振周波数よりも計測値の計測精度が低下する。これはＦＦＴ処理の原理的に起因するものであり、ＦＦＴアナライザ５における周知の特性である。
【００４５】
そして、試験作業者は、このようなＦＦＴアナライザ５の計測結果に対して、各振動モードの共振周波数、特により低次の共振周波数をさらに精度良く計測するために、加振周波数帯域Ｆ０つまり第１〜第５周波数帯域Ｆ１〜Ｆ５を仮設定値に対して微調整することにより正式設定する（ステップＳ３）。
【００４６】
そして、試験作業者は、このような第１〜第５周波数帯域Ｆ１〜Ｆ５の正式設定状態において操作部１ｈを操作することにより本試験の開始を振動試験装置に指示する。この結果、発振制御部１ｇは、第１〜第５発振器１ａ〜１ｅを制御して本試験用の第１〜第５スイープ正弦波信号ＳＷ１〜ＳＷ５（正式スイープ正弦波信号）を発生させる。そして、これら正式スイープ正弦波信号は、信号合成器１ｆで合成（多重化）されることにより、加振信号Ｋ（正式加振信号）となって加振機２に出力される。
【００４７】
そして、被試験体Ｘ（ブリスク）の翼ｘ２は、上記正式加振信号に基づいて加振機２によって本掃引加振され、当該本掃引加振によって振動する。この本掃引加振に基づく翼ｘ２の振動は、振動センサ３によって検出信号Ｃ（正式検出信号）に変換されて周波数応答解析装置４に取り込まれる。また、このような正式検出信号は、第１〜第５スイープ正弦波信号ＳＷ１〜ＳＷ５（正式スイープ正弦波信号）が合成（多重化）されて生成された加振信号Ｋ（正式加振信号）に基づくものであり、翼ｘ２の振動モード（第１〜第５振動モード）に対応した周波数成分を含んでいる。
【００４８】
周波数応答解析装置４は、このような振動を示す検出信号ＣをＦＦＴ処理（周波数分析処理）することにより、翼ｘ２の振動周波数特性を計測する（ステップＳ４）。すなわち、時間信号である検出信号Ｃは、第１解析部４ａで第１同期パルス信号Ｄ１を用いて同期検波されることにより、第１周波数帯域Ｆ１に対応する第１周波数応答特性に変換される。また、この検出信号Ｃは、第２解析部４ｂで第２同期パルス信号Ｄ２を用いて同期検波されることにより、第２周波数帯域Ｆ２に対応する第２周波数応答特性に変換される。
【００４９】
また、この検出信号Ｃは、第３解析部４ｃで第３同期パルス信号Ｄ３を用いて同期検波されることにより、第３周波数帯域Ｆ３に対応する第３周波数応答特性に変換される。また、この検出信号Ｃは、第４解析部４ｄで第４同期パルス信号Ｄ４を用いて同期検波されることにより、第４周波数帯域Ｆ４に対応する第４周波数応答特性に変換される。さらに、この検出信号Ｃは、第５解析部４ｅで第５同期パルス信号Ｄ５を用いて同期検波されることにより、第５周波数帯域Ｆ５に対応する第５周波数応答特性に変換される。
【００５０】
そして、このような第１〜第５周波数応答特性は、データ合成部４ｆにおいて周波数軸上で合成されることにより、加振周波数帯域Ｆ０に亘る総合周波数応答特性となる。そして、この総合周波数応答特性は、出力部４ｇにおいて画像表示にされる。すなわち、この総合周波数応答特性は、加振周波数帯域Ｆ０を示す横軸と信号強度を示す縦軸とからなり、各振動モードの共振周波数が信号強度ピークとして示されるものである。試験作業者は、このような総合周波数応答特性に基づいて翼ｘ２の各振動モードの共振周波数を取得する。
【００５１】
このようにして最初の翼ｘ２に関する振動試験が完了するが、試験は被試験体Ｘ（ブリスク）に備えられた全ての翼ｘ２について各振動モードの共振周波数を取得することによって終了する。したがって、複数の翼ｘ２が設けられた被試験体Ｘ（ブリスク）について、全ての翼ｘ２について本計測工程が完了したかが判断され（ステップＳ５）、この判断が「Ｙｅｓ」となった場合、つまり全ての翼ｘ２について各振動モードの共振周波数を取得すると、被試験体Ｘ（ブリスク）の振動試験が終了する。
【００５２】
このような本実施形態によれば、第１〜第５周波数帯域Ｆ１〜Ｆ５に関する振動試験を時系列的に順次行うのではなく、第１〜第５周波数帯域Ｆ１〜Ｆ５に関する振動試験を時系列的に並行して行うので、被試験体Ｘ（ブリスク）の各振動モードにおける共振周波数（振動特性）をより短時間で取得することが可能である。
【００５３】
また、本実施形態によれば、共振周波数が比較的近い関係にある複数の翼ｘ２のうち、１つの翼ｘ２に関する仮計測工程の後で複数の翼ｘ２に関する本計測工程を行うので、これによっても被試験体Ｘ（ブリスク）の各振動モードにおける共振周波数（振動特性）をより短時間で取得することが可能である。
【００５４】
ここで、ＦＦＴアナライザ５を用いた仮計測工程では、上述したようにより高次の共振モードにおける共振周波数については計測精度が確保できるので、１つの翼ｘ２については高次の共振モードに関する本計測工程を割愛することが可能である。
【００５５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態では、加振信号Ｋは図２に示したように連続した周波数の第１〜第５スイープ正弦波信号ＳＷ１〜ＳＷ５を用いるが、本発明はこれに限定されない。すなわち、第１〜第５周波数帯域Ｆ１〜Ｆ５は周波数として不連続であってもよい。例えば、第１〜第５周波数帯域Ｆ１〜Ｆ５との間に所定の周波数範囲に亘る不連続区間が設定されていてもよい。
【００５６】
（２）上記実施形態では、図２に示したように第１〜第５スイープ正弦波信号ＳＷ１〜ＳＷ５の開始タイミング（時刻ｔ１）を同一タイミングとし、また第１〜第５スイープ正弦波信号ＳＷ１〜ＳＷ５の終了タイミング（時刻ｔ２）を同一タイミングとしたが、本発明はこれに限定されない。すなわち、第１〜第５スイープ正弦波信号ＳＷ１〜ＳＷ５の全体が時間軸上で重なっている必要はな。例えば、第１〜第５スイープ正弦波信号ＳＷ１〜ＳＷ５の開始タイミング（時刻ｔ１）は同一タイミングであるが、終了タイミングは異なるタイミングであってもよい。
【００５７】
（３）上記実施形態では、第１〜第５スイープ正弦波信号ＳＷ１〜ＳＷ５を多重化した加振信号Ｋを用いるので、第１〜第５スイープ正弦波信号ＳＷ１〜ＳＷ５が信号として歪んだ場合あるいは加振媒体が加振信号Ｋに対して歪んだ場合に、翼ｘ２には、第１〜第５スイープ正弦波信号ＳＷ１〜ＳＷ５に基づく加振媒体に加えて、歪周波数成分である第１〜第５スイープ正弦波信号ＳＷ１〜ＳＷ５の高調波に基づく加振媒体が作用することになる。
【００５８】
このような場合に検出信号Ｃは、本来の第１〜第５スイープ正弦波信号ＳＷ１〜ＳＷ５による掃引加振に基づく振動成分の他に上記高調波による加振に基づく振動成分が含まれることになる。例えば第１スイープ正弦波信号ＳＷ１が歪むことによって第２スイープ正弦波信号ＳＷ２の第２周波数帯域Ｆ２に含まれる周波数の高調波が発生した場合、この高調波に基づく振動成分が第２解析部４ｂが出力する第２周波数応答特性（第２周波数帯域Ｆ２に対応する周波数応答特性）に外乱として作用する。
【００５９】
そして、この外乱によって２次の振動モードの共振周波数の計測精度が低下する恐れがある。このような高調波に起因する計測精度の低下を回避あるいは抑制するためには、第１〜第５スイープ正弦波信号ＳＷ１〜ＳＷ５の正弦波に対する歪及び加振媒体の加振信号Ｋに対する歪を極力抑制する必要がある。また、高調波の周波数が可能な限り第１〜第５周波数帯域Ｆ１〜Ｆ５に含まれないように第１〜第５周波数帯域Ｆ１〜Ｆ５を設定する必要がある。
【００６０】
（４）上記実施形態では、１次〜５次の振動モードの共振周波数を測定する場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、本発明で計測する振動モードの次数は５次に限定されず、例えば、１次及び２次の振動モードのみを計測してもよい。
【００６１】
（５）上記実施形態では、仮計測工程を設けたが、本発明はこれに限定されない。本計測工程のみによって各振動モードの共振周波数を計測してもよい。また、計測しようとする振動特性は、共振周波数に限定されない。共振周波数に加えて、あるいは共振周波数に代えて減衰比あるいは／及び振動モードを計測してもよい。
【符号の説明】
【００６２】
Ｘ  被試験体
１  加振信号発生器
１ａ  第１発振器
１ｂ  第２発振器
１ｃ  第３発振器
１ｄ  第４発振器
１ｅ  第５発振器
１ｆ  信号合成器
１ｇ  発振制御部
１ｈ  操作部
２  加振機
３  振動センサ
４  周波数応答解析装置
４ａ  第１解析部
４ｂ  第２解析部
４ｃ  第３解析部
４ｄ  第４解析部
４ｅ  第５解析部
４ｆ  データ合成部
４ｇ  出力部
５  ＦＦＴアナライザ
【図１】
2019196965.tif 000003
【図２】
2019196965.tif 000004
【図３】
2019196965.tif 000005
【図４】
2019196965.tif 000006