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ポンプキャビテーション周波数推定装置
遠心ポンプのベーンパス周波数（BPF）、シャフト周波数、予想されるキャビテーション周波数範囲、リスクレベルインジケーター付きのNPSHマージンを計算します。
結果
BPF高調波
| ハーモニック | 周波数 (Hz) | CPM（1分あたりのサイクル数） | 注 |
|---|
キャビテーションシグネチャ: 広帯域の高周波ノイズ（通常1～100kHz）とBPFの高調波成分の上昇が組み合わさったもの。早期発見には超音波または高周波加速度測定を使用してください。
ベーン通過周波数（BPF）
ベーン通過周波数（ブレード通過周波数、BPF とも呼ばれる）は、インペラのブレードが固定点（渦巻状のカットウォーターなど）を通過する速度です。
- Z — インペラの羽根の数（ブレード）
- n — ポンプシャフト速度（RPM）
キャビテーション周波数特性
遠心ポンプのキャビテーションは、蒸気泡の破裂により特徴的な広帯域の高周波ノイズを生成します。
広帯域ノイズに加えて、キャビテーションは通常、BPF振幅とその高調波（2×BPF、3×BPF）の増加を引き起こします。
NPSHマージン
NPSH（正味吸引水頭）マージンは、キャビテーションに対する安全係数を示します。
| NPSH比（NPSHa/NPSHr） | リスクレベル | おすすめ |
|---|---|---|
| > 2.0 | 低い | 十分な余裕があり、キャビテーションは発生しない |
| 1.3～2.0 | 中程度 | 一般的なサービス、モニターには適しています |
| 1.0～1.3 | 高い | 余裕不足 - キャビテーションの可能性あり |
| < 1.0 | 致命的 | NPSHaがNPSHr未満の場合、キャビテーションが発生する可能性あり |
条件： Z = 6、n = 2950 RPM、NPSHa = 8 m、NPSHr = 3 m
シャフト周波数 = 2950 / 60 = 49.17 Hz
BPF = 6 × 2950 ÷ 60 = 295.0 Hz
NPSHマージン = 8 − 3 = 5.0メートル
NPSH比 = 8 / 3 = 2.67 — 低リスク
⚠️ 注意： キャビテーションノイズは広帯域で、主に超音波領域（>20 kHz）にあります。標準的な振動センサー（10～15 kHzまでの加速度計）では、このノイズを捉えられない可能性があります。信頼性の高いキャビテーション検出には、高周波加速度計、超音波センサー、またはアコースティックエミッショントランスデューサーを使用してください。
Vane pass frequency (VPF), also called blade pass frequency (BPF), is the rate at which impeller blades pass a fixed point such as the volute cutwater or diffuser vane. It equals the number of impeller blades multiplied by the shaft rotational frequency:
BPF = Z × RPM / 60
Elevated BPF amplitude indicates flow disturbances, recirculation, cavitation, or excessive gap between impeller and cutwater.
Cavitation produces a characteristic broadband high-frequency noise typically in the 1–100 kHz range due to the collapse of vapor bubbles. Key indicators:
- Broadband noise increase in the ultrasonic range
- Elevated BPF amplitude and harmonics
- Random, crackling noise (audible in severe cases)
- Increased overall acceleration levels (gE or HFD)
The combination of elevated broadband noise and increased BPF harmonics is a strong indicator of active cavitation.
NPSH margin is the difference between NPSH available (NPSHa) and NPSH required (NPSHr). A positive margin means sufficient suction pressure to prevent cavitation.
Industry guidelines:
- NPSHa ≥ 2× NPSHr — recommended for critical or high-energy pumps
- NPSHa ≥ 1.3× NPSHr — minimum for general service
- NPSHa < NPSHr — cavitation is certain
Cavitation detection methods:
- High-frequency acceleration — use accelerometers with >10 kHz range, look for broadband noise increase
- Ultrasonic sensors — 20–100 kHz range, most sensitive to cavitation onset
- Envelope/demodulation analysis — reveals cavitation impacts modulating BPF
- Acoustic emission — detects stress waves from bubble collapse
- Audible noise — severe cavitation sounds like gravel or marbles
Common causes include:
- Insufficient suction head (NPSHa < NPSHr)
- High fluid temperature reducing vapor pressure
- Excessive flow rate (operating far right of BEP)
- Suction line restrictions (clogged strainer, partially closed valve)
- Excessive suction lift
- Air entrainment or vortexing at suction
- Operating far from best efficiency point (BEP)
- Recirculation cavitation at very low flows
このページで説明されている手順は、Vibromeraチームが、現場でのロータバランシング用ポータブル2チャンネルバランサー兼振動アナライザーであるBalanset-1Aを使用して開発し、実地試験を行ったものです。
ポンプ診断のためのプロフェッショナル振動解析機器。キャビテーション、アンバランス、ベアリングの欠陥を現場で検出します。50か国以上で使用されています。
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenkoは、振動解析エンジニアであり、Vibromeraの創業者兼CEOです。 15年以上にわたり、彼は試験台上ではなく現場で回転機械のバランシングを行ってきました——マルチャー、産業用ファン、クラッシャー、遠心分離機、シャフト、スピンドルなど。この経験から生まれたのがBalanset計測器であり、専門家が機械のもとへ持ち運び、現場で単独で使用できる道具として設計されています。実験室用の機器ではありません。 Vibromeraは2017年に設立され、2023年以降はポルトガル・ポルトを拠点としています。Balansetシリーズの開発、組み立て、サポートはすべてここで行われています。フラッグシップ機器はBalanset-1Aであり、単一平面および二平面バランシングと振動診断のための可搬式アナライザーです。 Nikolaiは、カスタマーサポート、困難なバランシング案件への対応、そしてソフトウェアの開発に自ら携わっています。世界中の顧客と、どの言語でも対応しています。
