(57)【要約】      （修正有）【課題】回転機械などの動いている装置の振動特性を図示するためのキャンベル図表示画面を作り出すための方法およびシステムを提供する。【解決手段】振動振幅および周波数を表すデータは、装置の回転速度に対して記録される。データは、装置のフォワードおよび／またはリバース振動周波数を表す波形を作り出すために使用される。波形は、順に、特定の回転速度における装置の振動の振幅を示す強調した２次元画像を形成するためにスペクトル線エンベロープを作り出すために使用される。スペクトル線エンベロープを、塗りつぶさないまたは、１色か複数の色もしくは視認性を強調するためにエンベロープにかたまり感を与えるための他の図版特徴で塗りつぶすことができる。【選択図】図１
2013257321.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の回転速度の各々における装置の振動の振幅および周波数に対応する波形データを制御装置で測定し記録するステップ（２０２）と、
前記装置の所定の回転速度に対応する前記装置の前記振動の前記測定し記録した振幅および周波数を表す少なくとも１つのスペクトル線を作り出すために前記振幅および振動波形データを処理するステップ（２０８、２１０、２１２、２１４、２１６、２１８、２２０、２２２、２２４）と、
前記少なくとも１つのスペクトル線からスペクトル線エンベロープ（１３４）を生成するステップ（２２６）と、
前記装置についての回転振動特性を表すキャンベル図（１３２）中に前記スペクトル線エンベロープ（１３４）をプロットするステップ（２２８）と、
前記装置の前記所定の回転速度における振動周波数の範囲全体にわたる前記装置の振動の振幅を代表する視覚的に塗りつぶした２次元画像を作り出すために前記スペクトル線エンベロープ（１３４）を塗りつぶすステップ（２３０）と
を含む、キャンベル図（１３２）の形式で動いている装置の特性を示すための方法（２００）。
【請求項２】
前記スペクトル線からスペクトル線エンベロープ（１３４）を生成するステップが、
ゼロ振幅線に対して前記少なくとも１つのスペクトル線を鏡面対称にするステップ（２２６）
を含む、請求項１記載のキャンベル図（１３２）の形式で動いている装置の特性を示すための方法（２００）。
【請求項３】
前記装置についての回転振動特性を表すキャンベル図（１３２）中に前記波形エンベロープ（１３４）をプロットするステップが、
前記ゼロ振幅線が、関心のある前記所定の回転速度に対応する位置のところで前記キャンベル図（１３２）のＲＰＭ軸に垂直に延びるように、前記スペクトル線エンベロープ（１３４）を位置決めするステップ（２４０）
を含む、請求項２記載のキャンベル図（１３２）の形式で動いている装置の特性を示すための方法（２００）。
【請求項４】
前記塗りつぶしたスペクトル線エンベロープを組み込んでいる前記キャンベル図（１３２）の画像を作り出すステップと、
表示装置上に前記キャンベル図（１３２）の前記画像を表示するステップと
をさらに含む、請求項１記載のキャンベル図（１３２）の形式で動いている装置の特性を示すための方法（２００）。
【請求項５】
所定の基準に対応するデータ点を削除するために前記データをフィルタ処理するステップ（２０４、２３２）
をさらに含む、請求項１記載のキャンベル図（１３２）の形式で動いている装置の特性を示すための方法（２００）。
【請求項６】
所定の基準に対応するデータ点を削除ために前記データをフィルタ処理するステップ（２０４）が、
所定のサンプリング間隔における測定し記録したデータ点を削除するステップと、
所定の回転速度間隔における測定し記録したデータ点を削除するステップと
のうちの少なくとも一方を含む、請求項５記載のキャンベル図（１３２）の形式で動いている装置の特性を示すための方法（２００）。
【請求項７】
関心のある複数の回転速度に対応する複数のデータセットを表す複数の塗りつぶした波形エンベロープを表示するステップ
をさらに含む、請求項１記載のキャンベル図（１３２）の形式で動いている装置の特性を示すための方法（２００）。
【請求項８】
各スペクトル線を横方向にスケーリングするステップ（２２４）
をさらに含む、請求項７記載のキャンベル図（１３２）の形式で動いている装置に関する特性を示すための方法（２００）。
【請求項９】
前記装置の前記所定の回転速度における振動周波数の範囲全体にわたる前記装置の振動の振幅を代表する視覚的に塗りつぶした２次元画像を作り出すために前記スペクトル線エンベロープ（１３４）を塗りつぶすステップ（２３０）が、
単一の連続した色で前記スペクトル線エンベロープ（１３４）を塗りつぶすステップ、
描画される前記振動の振幅の強度にしたがって、滑らかに移り変わる色で前記スペクトル線エンベロープ（１３４）を塗りつぶすステップ（２３４）
のうちの一方を含む、請求項１記載のキャンベル図（１３２）の形式で動いている装置に関する特性を示すための方法（２００）。
【請求項１０】
前記少なくとも一方のスペクトル線（３０２）が、フォワード周波数スペクトル線およびリバース周波数スペクトル線を含み、
前記少なくとも１つのスペクトル線からスペクトル線エンベロープ（１３４）を生成するステップが、ゼロ振幅線の反対側に前記フォワードスペクトル線および前記リバーススペクトル線をプロットするステップを含む、請求項１記載のキャンベル図（１３２）の形式で動いている装置に関する特性を示すための方法（２００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全体として計測機器表示画面に関し、より詳しくは、試験装置、監視装置、および製造装置において使用される表示画面に関する。
【背景技術】
【０００２】
キャンベル（Ｃａｍｐｂｅｌｌ）図は、タービンなどの回転機械の始動中にまたは停止中に得られるスペクトルのセットを図示するために使用される。キャンベル図は、試験される装置のシャフト回転速度の関数として実験的に測定される振動応答スペクトルを図示することができる。
【０００３】
既知のキャンベル図は、様々なフォーマットで情報を表示する。ある既知の図は、色分けされた著しく密集したスペクトルデータを採用する。他の図は、スペクトル振幅を表示するために円を採用する。さらに別の図は、次数線斜線に沿ってだけ周波数をプロットする。さらに別の図は、傾いた斜線を採用し、その長さがスペクトル振幅を表す。これらの方法の各々は、こぢんまりとした形式で複雑なデータを表示しようとする試みを表し、これは視覚的な関心レベルまたはアピールと実質的な内容との間のトレードオフを多くの場合に要求する。
【０００４】
しかしながら、既知のキャンベル図は、キャンベル図の作成者が図中にあまりにも多くのデータを図示しようと試みるデータ密度問題にしばしば悩まされる。さらにその上、既知のキャンベル図は、結果として見た目に煩わしく、解釈するのが困難である図をもたらす図示技術および在来技法を頻繁に採用する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６４７４１６６号明細書
【発明の概要】
【０００６】
回転機械についての振動スペクトルが、見た目にすっきりとしており、しかも内容を満たした方式で図示することを可能にするキャンベル図表示システムおよび方法を提供することが望ましいはずである。
【０００７】
一態様では、キャンベル図の形式で動いている装置の特性を示すための方法を提供する。本方法は、複数の回転速度の各々における装置の振動の振幅および周波数に対応する波形データを制御装置で測定し記録するステップを含む。本方法は、装置の所定の回転速度に対応する装置の振動の測定し記録した振幅および周波数を表す少なくとも１つのスペクトル線を作り出すために、振幅および振動波形データを処理するステップをさらに含む。本方法は、少なくとも１つのスペクトル線からスペクトル線エンベロープを生成するステップをさらに含む。本方法は、装置についての回転振動特性を表すキャンベル図中にスペクトル線エンベロープをプロットするステップをさらに含む。本方法は、装置の所定の回転速度における振動周波数の範囲全体にわたる装置の振動の振幅を表す視覚的に塗りつぶした２次元画像を作り出すためにスペクトル線エンベロープを塗りつぶすステップをさらに含む。
【０００８】
別の一態様では、キャンベル図の形式で動いている装置の特性を表示するためのシステムを提供する。本システムは、複数の回転速度の各々における装置の振動の振幅および周波数に対応する波形データを制御装置で測定し記録するように構成された制御装置を備える。本制御装置は、装置の所定の回転速度に対応する装置の振動の測定し記録した振幅および周波数を表す少なくとも１つのスペクトル線を作り出すために、振幅および振動波形データを処理するようにさらに構成される。本制御装置は、少なくとも１つのスペクトル線からスペクトル線エンベロープを生成するようにさらに構成される。本制御装置は、装置についての回転振動特性を表すキャンベル図中にスペクトル線エンベロープをプロットするようにさらに構成される。本制御装置は、装置の所定の回転速度における振動周波数の範囲全体にわたる装置の振動の振幅を代表する視覚的に塗りつぶした２次元画像を作り出すためにスペクトル線エンベロープを塗りつぶすようにさらに構成される。本システムは、キャンベル図の画像を表示するように構成された表示装置をさらに備える。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】キャンベル図表示画面の例示的な実施形態を組み込んでいる例示的な測定システムの概略図である。
【図２】カスケードプロットを組み込んでいる従来型表示画面の図である。
【図３】従来型キャンベル図表示画面の図である。
【図４】例示的なキャンベル図表示画面の図である。
【図５Ａ−５Ｃ】全体として、例示的なキャンベル図表示画面を生成するための例示的な方法を図示する流れ図である。
【図６】例示的なハーフスペクトルおよびフルスペクトルのキャンベル図スペクトルエンベローププロットの横並びの図である。
【図７】フルスペクトルのスペクトルエンベロープについての例示的なキャンベル図表示画面の図である。
【図８】例示的なキャンベル図表示画面をスケーリングするための代替の例示的な手順についての部分流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の様々な実施形態の具体的な特徴を、一部の図面において示し、他の図面では示さないことがあるが、これは、単に利便性のためである。本発明の原理によれば、ある図面の任意の特徴を、いずれかの他の図面の任意の特徴と組み合わせて参照するおよび／または特許請求することができる。
【００１１】
図１は、表示画面１３０を表示することができる例示的な測定システム１００の概略図であり、これは本開示のキャンベル図の例示的な実施形態を表示することができる。キャンベル図を、表示システムの一部として形成することができ、これを順に、全体の装置制御システム中へと組み込むことができ、ここでは「装置制御システム」を、機器または機械類の動作を実際に調整するシステムだけでなく、監視システムまたは、図１に図示した測定システム１００などの測定システムなどのシステムも含むように理解すべきである。例えば、測定システム１００は、（回転機械のシャフトまたは搭載構造などの）試験しようとする装置１０１に接続された１つまたは複数のセンサ１０２を含むことができ、センサは同様に表示画面１３０を支持し形成する表示システム１０４に接続される。表示システム１０４は、（１つまたは複数の）センサ１０２によって供給される（１つまたは複数の）生の信号１０３を受信するように構成された１つまたは複数のプロセッサ１０６を含むことができる。例示的な実施形態では、制御パネル１０８は、例えば、図４に示した表示画面１３０（または本明細書中に示されおよび／または説明される他の表示画面のいずれか）の上に示されるキャンベル図画像１３２をユーザが選択的に構成することを可能にし、（１つまたは複数の）センサ１０２から伝達される（１つまたは複数の）生の信号１０３からどの（１つまたは複数の）数値をプロセッサ１０６が導出するかをユーザが選択することを可能にする。表示システム１０４を、例えば、適切にプログラムしたデスクトップコンピュータまたはラップトップコンピュータとすることができ、そこでは、デスクトップコンピュータまたはラップトップコンピュータの内部プロセッサが（１つまたは複数の）プロセッサ１０６として働き、そのキーボードが制御パネル１０８として機能し、デスクトップコンピュータまたはラップトップコンピュータのスクリーンが表示画面１３０を表示するであろう。
【００１２】
本明細書において使用するように、プロセッサという用語は、コンピュータとして本技術において呼ばれる集積回路だけに限定されずに、マイクロコントローラ、マイクロコンピュータ、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）、特定用途向け集積回路、および他のプログラマブル回路を広く呼び、これらの用語を、本明細書においては互換的に使用する。本明細書において説明する実施形態では、メモリは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などのコンピュータ可読媒体、およびフラッシュメモリなどのコンピュータ可読不揮発性媒体を含むことができるが、これらに限定されない。あるいは、フロッピディスク、コンパクトディスク−読出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、光磁気ディスク（ＭＯＤ）、および／またはディジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）を、やはり使用することができる。また、本明細書において説明する実施形態では、追加の入力チャネルを、マウスおよびキーボードなどのオペレータインターフェースと関係するコンピュータ周辺機器とすることができるが、これらに限定されない。あるいは、例えば、スキャナを含むことができるがこれに限定されない他のコンピュータ周辺機器を、やはり使用することができる。さらにその上、例示的な実施形態では、追加の出力チャネルは、オペレータインターフェースモニタを含むことができるが、これに限定されない。
【００１３】
図２および図３は、それぞれ、従来型のカスケードプロット１１２および従来型のキャンベル図１２２を組み込んでいる従来型の表示画面１１０、１２０を図示する。
【００１４】
カスケードプロット１１２（また、時として「ウォータフォール」プロット、スペクトログラム、または累積スペクトル減衰プロットとしても知られる）は、３次元プロットの２次元表示であり、２次元情報が時間またはある他の変数とともにどのように変化するかを示すために使用される。回転機械の環境において、図２では、一般に横方向の線１１４は、試験される回転機器のＲＰＭ（毎分の回転数）に対してプロットした振動の振幅（「ピーク」の高さ）、対、示した回転速度における振動の周波数を表す。斜め線１１６は、「次数」線であり、測定される回転速度の倍数として励起周波数を表す。線１１４は、試験される回転機器に接続された測定センサ（図示せず）の直接の結果として振動周波数および振幅の指標としてプロットされる。次数線１１６は、線１１４の上に重ねられる計算した線である。
【００１５】
表示画面１２０（図３に示す）のキャンベル図１２２を得るために、カスケードプロット１１２を９０度（９０°）回転し、裏返す、その結果、回転速度（ＲＰＭ）がｘ軸になり、振動周波数（通常、ヘルツ（Ｈｚ）で測定される）がｙ軸になる。線１２４は、示した回転速度における振動の振幅を表し続け、次数線１２６は、測定される回転速度の倍数として励起周波数を同様に表し続ける。再び、線１２４は、直接測定に基づいてプロットした振動周波数および振幅を表し、一方で、線１２６は、計算され、そのプロットの上に重ねられる。表示画面１２０上に追加で重ね合わせられたものは、モード固有周波数線１２８であり、共鳴（増幅された振動）が生じる場合がある周波数を表す。とりわけ、線１２８は、一般に複数の線１２４および１２６の複数の交点をたどる。
【００１６】
図４は、キャンベル図１３２を示す例示的なキャンベル図表示画面１３０の図である。次数線１３６およびモード固有周波数線１３８は、検知されおよび／または計算され、図３のキャンベル図１２２の対応する線１２６および１２８と同じ方式でプロットされる。振動周波数／振幅スペクトル線対１３４が、周波数および振幅が測定された特定のＲＰＭ値に対して鏡面対称にされ塗りつぶされたエンベロープとしてプロットされ、したがって、関心のある振動の強度についての強調された図および認識を与える。
【００１７】
図５Ａ〜図５Ｃは、全体として、システム１００の装置１０１内の振動を検知するための方法２００を図示する流れ図を形成する。１人または複数のユーザは、装置１０１にセンサ１０２（例えば、振動検知電圧トランスデューサ）を付ける、あるいはそれ以外の方法で付けて、システム１００に対するすべての必要な接続を作る。方法２００は、動作速度の範囲全体にわたる試験データの収集２０２で始まり、そのデータは、トランスデューサからの時間変化する動的な（１つまたは複数の）電圧信号、または波形を表すデータ点の１つまたは複数のセットを含むデータである。センサデータのサンプリングを、１０ｒｐｍ間隔で、または他の間隔などの増加する／減少する回転速度で段階的に行うことができる。任意選択の態様として、２番目のサンプル毎に、３番目のサンプル毎に、１０番目のサンプル毎に、等などの所定の間隔で、および／または所定のｒｐｍ間隔でサンプリングしたデータを破棄するように、システム１００を適切に設定する（プログラムする）ことができる。センサデータの入力で、システム１００は、破棄するデータが選択されているかどうかを判断する２０４。破棄するデータが選択されている場合には、システム１００は、上記に説明した基準のうちの所定の１つまたは複数にしたがってデータを破棄する２０６。
【００１８】
データを所定の基準にしたがって破棄した２０６後で、または破棄するデータが選択されていない場合には、システム１００は、次に、ウィンドウ関数を適用するか否かを決定する２０８。「ウィンドウ関数」は、例えば、一連のデータの終点をゼロに平坦化することによって、または一連のデータの終点が滑らかに結合することを確実にするために連続する一連のデータを補間することによって、等で波形を処理するための標準化された従来方法を呼ぶ。かかるデータ処理技術は、当業者には良く知られている。システム１００がそのように設定された場合には、システム１００は、各収集した波形にウィンドウ関数を適用する２１０。一旦、このような方式で処理すると、またはシステム１００がウィンドウ関数を適用しないように設定される場合には、システム１００は、各波形に高速フーリエ変換演算（「ＦＦＴ」）を実行する２１２、これは信号中の周波数成分を計算するために演算する。システム１００は、次に、得られる処理したスペクトル線のどの形式のスケールが、ユーザによって選択されているか（対数または線形）を判断する２１４。対数スケールがユーザによって選択された２１６場合には、システム１００は、後続の処理が行われる前に、スペクトル線を対数スケールに変換する。スケール変換の後で、またはスケール変換が選択されなかった場合には、システム１００は、連続する波形データサンプル間の最小速度（ＲＰＭ）差を決定し２１８、すべてのスペクトルにわたる最大スペクトル振幅（ｍａｘａｍｐ）を決定し２２０、スペクトル線を表示画面１３０上に適切に表示することができるようにスケール因子を計算する２２２。スケール因子は、最大ｒｐｍスケール値、ｒｐｍａｍｐ、により割り算した最大全スペクトル振幅、ｍａｘａｍｐ、に等しくなるように計算される。ｒｐｍａｍｐについてのデフォルト値（例えば、１００ｒｐｍ）を使用することができる、またはｍａｘａｍｐをユーザ設定可能なものとすることができる。スケーリングしたときに、最大全スペクトル振幅は、プロット上のｒｍｐａｍｐ  ｒｐｍの横方向範囲をカバーする。システム１００は、次に、（スペクトル振幅の単位がＲＰＭになるように）収集した波形データから導出したすべてのスペクトル線にスケール因子を掛け算し２２４、スペクトル線のそれぞれのゼロ振幅線に対するスペクトル線の鏡面対称コピーを作成して２２６、スペクトル線対またはスペクトルエンベロープを作り出す。
【００１９】
システム１００は、次に、特定の波形データサンプルに対応するＲＰＭ位置のところにゼロ振幅線が位置する状態で、キャンベル図（例えば、図４に示した表示画面１３０上の図１３２を参照のこと）上に各スペクトル線対をプロットして２２８、スペクトル線対（またはエンベロープ）１３４を作り出し、スペクトル線対の間（スペクトルエンベロープの内側）に塗りつぶしをプロットして２３０、塗りつぶしたプロファイルを作り出す。本説明の目的のために、「塗りつぶし」は、１色もしくは複数の色、点描、シェーディング、または鏡面対称にしたスペクトルによって囲まれた領域へのかたまり感または連続性の印象を与えることができる任意の他の図式的な特徴を用いて、線によって画定された領域を塗りつぶすことを呼ぶ。
【００２０】
システム１００は、そうするように設定され、ユーザがそのように選ぶ場合には、次に、波形の振幅が、（１００×スケール因子×２２０において決定した最大振幅）によって割り算したユーザにより選択されたしきい値（例えば、０＜しきい値＜９５）よりも小さいすべてのスペクトルデータを削除する２３２。このステップは、バックグラウンドノイズの削除を容易にし、得られるスペクトル線プロットを明確にし、強調する。例えば、最も小さな目に見える振幅を示すために青を採用し、最大振幅に向かって赤にシフトさせることによって、局所振幅によって波形プロットの塗りつぶしを色付けする２３４選択肢をユーザに与えるように、システム１００を構成することができる。システム１００は、次に、ｎ＝１からｎ＝ｎmaxまでのｎＸ個の次数線を加える２３６、ｎmaxは、０とある最大値、例えば、２０との間のユーザによって選択可能な整数であり、１０のデフォルト値を有するが、任意の所望のデフォルト値を使用することができる。システム１００は、スペクトルエンベローププロットの「下方に」現れるように次数線をプロットし、適切な名称で次数線にラベルを付ける。システム１００は、次に、スペクトルエンベロープ１３４に対して（１つまたは複数の）対照的な色で（ユーザによって供給されるデータから）モード固有周波数線をプロットし２３８、望まれ、利用可能である場合には、適切な識別テキストを付ける。システム１００は、関心のあるＲＰＭのところに垂直線１３９（例えば、図４に示した、赤などの対照的な色の線１３９）を上にプロットし２４０、関心のあるユーザ選択のＲＰＭ、または装置１０１の実際の動作速度の数値で垂直線１３９にラベルを付けることによって例示的なキャンベル図１３２を完成する。
【００２１】
例示的なキャンベル図１３２および対応する方法２００を、装置に関する振動振幅および周波数のハーフスペクトルプロット（やはり、従来型のスペクトルまたは単一信号のスペクトルとも呼ばれる）に関して説明してきている。別の例示的な一実施形態では、システム１００は、フォワード振動周波数およびリバース振動周波数の両方についてのスペクトルを与えるように構成され、ここでは、フォワード周波数は、機械ロータの回転の方向と同じ角度的な意味（ａｎｇｕｌａｒ  ｓｅｎｓｅ）での２次元振動を表し、リバース周波数は、機械ロータの回転の方向とは反対の角度的な意味での振動を表す。図６は、例示的なハーフスペクトル３００およびフルスペクトル３０２キャンベル図スペクトルエンベローププロットの横並びの図である。例示的な実施形態では、システム１００は、対照的な色でまたは、波形プロットのフォワード部分とリバース部分間を見分けるユーザの能力を確実にするために他の表示技術を使用してフルスペクトルプロット３０２のフォワード部分およびリバース部分を塗りつぶすように構成される。
【００２２】
図７は、フルスペクトルのスペクトルエンベロープについての例示的なキャンベル図表示画面３３０を図示する。図３３２は、次数線３３６、関心のあるＲＰＭ線３３９、ならびにフォワードモード固有周波数線３３８ａおよびリバースモード固有周波数線３３８ｂとともにフルスペクトルのスペクトルエンベロープ３３４を含み、これらを異なる色で、異なる線形式で、または他の適切な方法で図示することができ、ユーザが複数の線の間を識別することを可能にする。例示的な一実施形態では、フォワード線３３８ａは、リバース線３３８ｂの上方にプロットされている。これに加えて、フォワードおよびリバース固有周波数線３３８ａ、３３８ｂを、スペクトルエンベローププロット３３４のフォワード部分およびリバース部分の図のモードに対応するように色付けするまたはそうでなければ描画することができる。
【００２３】
図８は、例示的なキャンベル図表示画面をスケーリングするための代替の例示的な手順についての部分流れ図であり、図５Ｂに関連して示し説明した手順の拡張である。例示的なキャンベル図３３４中のフォワードスペクトルエンベロープおよびリバーススペクトルエンベロープの図説のために適している部分方法４００では、システム１００は、収集したデータからのすべての記録したフォワード振動スペクトルにわたる最大振動振幅（ｍａｘａｍｐ）を決定する４０２ように構成される。前に論じたように、ｍａｘａｍｐは、特定の試験期間にわたり、全体の複数のスペクトルデータセット内で記録された最大振幅ピークである。システム１００は、次に、スケール因子を計算する４０４、これはｍａｘａｍｐで割り算したＲＰＭａｍｐに等しく、ここにでは、ＲＰＭａｍｐは、１と１０，０００との間のユーザ選択可能な因子であり、例えば１００のデフォルト値を有する。システム１００は、次に、たった今計算したスケール因子をすべてのスペクトル線に掛け算し４０６、（ハーフスペクトルプロットに対しては）鏡面対称にしたスペクトル線対を、またはフルスペクトルのスペクトルエンベロープに対しては非対称プロットをプロットする４０８。例示的な実施形態では、１００のデフォルトＲＰＭａｍｐ値が採用される場合には、スペクトルエンベローププロットのフォワード周波数（右）側の最大強度振幅は、そのプロット上の１００ＲＰＭであり、すべての他の振幅は小さくなる。
【００２４】
例示的なシステム１００では、タービンなどの回転機械の完全なテストランを実施した後で、機械のいずれか準備期間または停止準備期間中に、キャンベル図１３２を生成する。代替の例示的なシステム１００では、システム１００は、その時点での回転機械の定常状態ＲＰＭである一定の回転速度のところで、単一スペクトルエンベロープのキャンベル図表示画面をリアルタイムで生成するように構成される。
【００２５】
上記に説明した実施形態は、既知のキャンベル図表示画面と比較して、キャンベル図表示画面中に増加した情報量をより効率的に表示するための方法およびシステムを提供する。例えば、ハーフスペクトルまたはフルスペクトルのスペクトル線のいずれかを表す塗りつぶしたエンベロープは、表示画面中に具体的な数値データを与える必要なしに、過剰な振動に遭遇する回転速度の改善され、かつより優れた指標を提供する。それに加えて、フルスペクトルのスペクトルエンベロープについて、フォワード周波数とリバース周波数との間の差異は、視覚的に強調され、相互にさらに容易に識別される。
【００２６】
キャンベル図表示画面およびその実施方法の例示的な実施形態が、詳細に上記に説明される。装置、方法およびシステムは、本明細書において説明した具体的な実施形態に限定されないだけでなく、むしろ装置および／もしくはシステムの構成要素ならびに／または方法のステップを、本明細書において説明した他の構成要素および／またはステップとは独立してかつ別々に利用することができる。例えば、キャンベル図表示システムをまた、他の測定システムおよび方法と組み合わせて使用することができ、本明細書において説明したような振動の測定用のシステムで実行することに限定されない。
【００２７】
この明細書は、最良の形態を含む本発明を開示するため、ならびに任意の機器またはシステムを作成することや使用すること、および任意の組み込んだ方法を実行することを含む本発明を当業者が実施することをやはり可能にするために例を使用している。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者なら思い付く他の例を含むことができる。かかる他の例が特許請求の範囲の文面から逸脱しない構造的要素を有する場合、またはかかる他の例が特許請求の範囲の文面とは実質的でない差異しか有さない等価な構造的要素を含む場合には、かかる他の例は、特許請求の範囲の範囲内であるものとする。
【符号の説明】
【００２８】
１００  測定システム
１０１  装置
１０２  センサ
１０３  生の信号
１０４  表示システム
１０６  プロセッサ
１０８  制御パネル
１１０  表示画面
１１２  カスケードプロット
１１４  横方向の線
１１６  次数線
１２０  表示画面
１２２  キャンベル図
１２４  線
１２６  次数線
１２８  モード固有周波数線
１３０  表示画面
１３２  キャンベル図
１３４  スペクトル線対またはエンベロープ
１３６  次数線
１３８  モード固有周波数線
１３９  垂直線
２００  振動を検知するための方法
２０２  動作速度の範囲全体にわたり試験データを収集する
２０４  破棄するデータが選択されているかどうかを判断する
２０６  所定の基準にしたがってデータを破棄する
２０８  ウィンドウ関数を適用するか否かを決定する
２１０  各収集した波形にウィンドウ関数を適用する
２１２  各波形に高速フーリエ変換演算（「ＦＦＴ」）を実行する
２１４  どの形式のスケールが選択されているか（対数または線形）を判断する
２１６  スペクトル線を対数スケールに変換する
２１８  波形データサンプル間の最小速度（ＲＰＭ）差を決定する
２２０  すべてのスペクトルにわたる最大スペクトル振幅（ｍａｘａｍｐ）を決定する
２２２  スケール因子を計算する
２２４  スペクトル線にスケール因子を掛け算する
２２６  ゼロ振幅線に対するスペクトル線の鏡面対称コピーを作成する
２２８  キャンベル図上に各スペクトル線対をプロットする
２３０  スペクトル線対の間に塗りつぶしを描く
２３２  しきい値よりも小さいすべてのスペクトルデータを削除する
２３４  局所振幅によって波形プロットの塗りつぶしを色付けする
２３６  ｎＸ個の次数線を加える
２３８  モード固有周波数線をプロットする
２４０  関心のあるＲＰＭのところに垂直線を上にプロットする
３００  ハーフスペクトル
３０２  フルスペクトル
３３０  フルスペクトルのスペクトルエンベロープについてのキャンベル図表示画面
３３２  キャンベル図
３３４  フルスペクトルのスペクトルエンベロープ
３３６  次数線
３３８ａ  フォワード固有周波数線
３３８ｂ  リバース固有周波数線
３３９  関心のあるＲＰＭ線
４００  部分方法
４０２  すべてのフォワード振動スペクトルにわたる最大振動振幅（ｍａｘａｍｐ）を決定する
４０４  スケール因子を計算する
４０６  すべてのスペクトル線にスケール因子を掛け算する
４０８  ハーフスペクトルプロットに対しては鏡面対称にしたスペクトル線対をまたはフルスペクトルのスペクトルエンベロープに対しては対称プロットをプロットする
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ−５Ｃ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【外国語明細書】
2013257321000001.pdf