回転機械の軸受の加速度センサーに関して

質問

私は大学で回転機械の異常振動の研究を行っている者なのですが、回転機械の軸受部（転がり軸受）に取り付けている加速度センサーから得られる信号についてご質問いたします。

まず、回転機械の主な仕様ですが、ロータ固有振動数10Hz、ケーシング固有振動数30Hz、ロータディスク質量3.6kg、ケーシング質量7.2kg、軸直径12mm、軸受間距離1mです。

そこで、回転機械の振動データを軸受に接着しました加速度センサーからFFTを通して、パソコンに出力しているのですが、ここで一つ不思議な事が生じました。

パソコンのスペクトルの図を見ていますと、ロータを回転をさせてなくても、またどんな回転数にしても、約39.5Hzの所にピークが生じてしまうんです。この39.5Hzという周波数は、回転機械の各部分を物理的に衝撃を与えてみても39.5Hzの所にピークが来ない事から、何かの固有振動数というわけでわないと思われます。また回転数に依存しないことから、モータや軸受に関する故障でも無いようなんです。
また、この不可解な周波数に関して、加速度センサーの製造元に問い合わせてみた所、原因はわからないが、センサーの接地や電気的な回り込みが関係しているのではないかと指摘を受け、確認してみたのですが、原因となる事象は見つかりませんでした。

原因となる可能性のあるものは何なのか、ご指導ご鞭撻のほど、宜しくお願いいたします。

回答No.3

kan3

１度加速度センサーの出力をアナログ・オシロで見たらどうでしょうか？。
センサーなのか？、PCオシロのサンプリングのエリアシングなのか？。FFTのプログラムなのかの切り分けが出来るかも？。

個人的には「オシロのサンプリングのエリアシング」が怪しい[A/D]変換器には必ずエリアシングがあり得る。
安物のPCオシロならそうです。

サンプロ速度（サンプリング速度）が１GHｚ程度無いと駄目なんじゃないかな？。

お礼

大変、申し訳ありません。
研究提携企業の方に相談した所、ノイズであるとご指摘を受けました。
私の知識不足のため、皆さんにご迷惑をお掛けしました。
丁寧にご回答いただき、誠にありがとうございました。

回答No.2

a-saitoh

スペクトラムアナライザをどこかから借りてきてそれで加速度センサーの出力を解析したらどうなるでしょうか?
違う結果が出るなら，センサーの問題ではなくFFTなどパソコン側の処理の問題と言うことになりますが．

お礼

大変、申し訳ありません。
研究提携企業の方に相談した所、ノイズであるとご指摘を受けました。
私の知識不足のため、皆さんにご迷惑をお掛けしました。
丁寧にご回答いただき、誠にありがとうございました。

回答No.1

moto21

専門的アドバイスはないですが参考程度に・・・

１）加速度センサーをモーターからはずしてモーターを固定している床等につけたらどうでしょう？この大きさなら防震台ではないと思うので何らかの振動を拾っている可能性を確認したらどうでしょう。エアコンとかのモータではＯＮ－ＯＦＦや可変速なので可能性は低いかも知れませんが何かの機器でインバータで４極で８０Ｈｚ駆動していれば可能性はあるかも（実務での自信はなし）
２）加速度センサーをはずしてまたは間に振動の伝わりにくいものを挟んでその周波数が出ていれば測定系に問題があると思います。（特に電気関係）

お礼

大変、申し訳ありません。
研究提携企業の方に相談した所、ノイズであるとご指摘を受けました。
私の知識不足のため、皆さんにご迷惑をお掛けしました。
丁寧にご回答いただき、誠にありがとうございました。