13.5 측정오차 취급법

Methods of Dealing With Glitch

 

Glitch를 제거하기 위한 전자적인 신호 처리를 전자적 Runout 보상 또는 Runout 공제라고 한다. 그것은 축이 Slow Roll Speed로 회전하는 상태에서 1회전마다 한 번의 Keyphasor Timing Pulse를 기준한 Glitch 형태를 전자적으로 기억하는 것을 포함하고 있다. 이 신호는 보다 높은 속도에서 변환되고 혼합(진동에 Glitch가 추가)신호에 추가된다. 이 절차로써 그 속도에서 전체 신호로부터 Glitch 신호를 유효하게 공제하여 실제 진동만을 나타내는 신호를 가지게 된다.

전자적 Runout 보상은 얼른 봐서는 Glitch에 대하여서는 만병통치약처럼 보인다. 그러나 이 기술의 효과를 완전히 이해하기 위하여 몇 가지 잠재적인 문제점들을 고려해야 한다.

일반적으로 전자적인 Runout 보상을 할 때 만일 (a) Glitch 모양이 Slow Roll로부터 더 높은 속도에 이르기까지 변화하거나 (b) Slow Roll 모양이 완전히 실제 Glitch(예를 들면 일시적인 Rotor Bow, 저속 진동)에 기인하지 않는다면 두 가지 잘못을 초래한다. ① 그 속도에서 실제 Glitch 신호 성분은 더 이상 보상되지 않으며 또, ② 보상회로는 실제 진동 신호 일부를 공제하게 된다. 이들 잘못은 실제 진동 크기 보다 더 높거나 더 낮은 진동진폭을 나타나게 할 수 있다. 기타 잠재적인 문제점들에는 다음과 같은 것들이 있다.

① 일시적 축의 휨

열적 또는 중력적인 휨으로 인한 신호를 Glitch로 잘못 판단하기 쉽다. 이들 일시적인 휨은 Glitch와는 분명히 다른 현상이다. 일시적인 휨을 Glitch로 잘못 알고 전체 신호로부터 공제하면 측정의 오류를 가져온다. 이들 휨은 Rotor 거동에 영향을 끼쳐 진동 신호로 나타난다. 또한 기동시나 부하 변화시와 같이 일시적인 휨상태가 변화할 때 만일 원래의 휨량이 공제되었다면 잘못된 결과를 초래하게 된다. Rubbing에 의한 어떤 형태의 열적인 휨은 또한 위상의 변화를 가져올 수 있다. 이것도 공제된 틀린 Glitch 신호의 원인이 된다.

② 축방향 위치 변화

Probe에 관하여 축의 축방향 위치가 크게 변화하면 Probe는 축의 새로운 부위를 관찰하게 된다. 새로운 Runout 신호가 기억된 원래 신호와 다르면 심각한 오류를 범하게 된다. 축의 열팽창에 의한 축방향 위치 변화는 0.25~25 ㎜ 변할 수 있다.

③ 축의 변화

예비 로터를 설치할 때 새로운 Glitch 모양을 기억해야 한다. Runout 기억으로 이전의 모양을 보유하고 있으면 틀림없이 큰 오류를 초래하게 된다.

④ 결선 잘못

진동 변환기의 결선이 잘못되면(예를 들면 수직 및 수평 신호의 바뀜) 틀린 Glitch 신호가 두 개의 변환기로부터 공제된다. 이로 인하여 큰 오류를 범하게 된다. 다른 속도로 회전하는 기계열에서 부적합한 Keyphasor 신호를 사용하여도 오류를 범하게 된다.

⑤ 시간에 따른 Glitch 모양의 변화

특히 자기적으로 유도된 어떤 형태의 Glitch는 시간에 따라 변한다. 전도성 변화에 의한 Glitch는 Proximity Probe Gap 거리의 함수에 따라 변화한다. 이들 변화는 보상된 신호의 오류를 가져온다.

⑥ 기준 각도의 변화

커플링 분리시 기준 각도 표시를 잊어버리면 공제된 신호의 위상각은 틀리게 된다. BNC 회사의 Digital Runout Compensator에서는 축 1회전을 256개 Segment로 나누어 각 Segment는 1.4˚씩이다.

⑦ 과도적인 속도 상황

로터의 회전수가 급속히 변화하면(예를 들면 전기 전동기의 기동중) Compensator의 Tracking(Slew) Rate가 초과되지 않는가를 확인해야 한다. Time Expansion Technique (예를 들면 다속 Tape Recorder의 사용)은 보상의 오류를 피하기 위해 필요하다.

⑧ 계측기 신뢰도

전기적 Runout 보상은 신호 통로에 전기회로를 추가한다. 이 전기회로의 고장은 그 Transducer로부터 보상된 신호의 손실이나 찌그러짐의 원인이 되고, 또한 Keyphasor 신호 손실은 이것과 연결된 모든 Channel이 찌그러지거나 기능이 저하된다(Runout을 보상하는 각 Channel은 연속적으로 작용하는 Keyphasor가 필요하다). Wobulator로 Monitor 교정을 하기 위해서는 "Black Box" Runout 보상기가 교정신호에 무슨 역할을 하는지에 대한 지식이 필요하다. 신뢰도 문제가 가장 중요한 이유는 전기적 Runout 보상이 기계 진단용으로는 바람직하지만 연속 감시용으로는 추천되지 않기 때문이다.

⑨ 운전원의 신뢰도

어떤 계측기에 대한 운전원의 신뢰는 그 계측기 기능에 대한 지식이나 시범에 달려 있다. 신호 통로에 "Black Box"가 많을수록 이해와 믿음은 더욱 어렵다. 이상의 조건들중 어떠한 것도 오지시하거나 불필요한 Monitor 경보가 발생하면 그 계측기에 대한 운전원의 신뢰도는 영향을 받을 것이다.

 

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