[发明专利]基于被时间标记的信号的旋转系统的状态监测

说明书

技术领域

本发明总体涉及旋转系统的状态监测，具体地涉及基于来自转速计的被时间标记的信号由检测系统所进行的改进分析。

背景技术

状态监测被广泛用来确定机械设备的当前及将来可能的状态，包括例如旋转系统，比如涡轮机、发电机、铁路及其他工业加工设备。通常，对有关温度、旋转、振动等的数据进行分析，用于确定操作的变化、可能引发旋转系统的预测性维护以便确保长的寿命以及在设备故障的情况下减少停机时间。

存在不同的技术来进行旋转系统的状态监测，包括通过设置在例如旋转系统的滚动元件轴承附近的振动传感器所产生的振动信号的频率分析。例如就滚动元件轴承来说，各故障模式往往是这些轴承的劣化，它们通常表现出与轴承几何形状相关的特征频率及因此可通过频率分析来识别的结构的增加。

采用上述技术的监测系统的示例公开在US2011/0020122A1中，描述了一种计算机实现的方法，其中，来自联接至风力涡轮机的多个状态检测传感器的状态信息由集中式风力涡轮机控制器接收。在US2011/0020122A1中，异常检测算法被用来确定用于风力涡轮机的维护活动作为风力涡轮机状态信息和风力涡轮机控制器信息的函数。

尽管在US2011/0020122A1中所公开的监测技术提供了一种用于减少风力涡轮机停机时间的很有前途的方法，但是采用集中式控制器高度约束监测系统内的通信可靠性，用于确保状态信息的必不可少的实时处理。如果系统将来扩大规模可取的话，则这样的方法例如将限制该监测系统。

因此，有必要对涉及监测系统内的状态信息的分配进行改进，以允许在引入进一步的状态检测传感器的情况下系统的简化的扩大规模，以及允许改进状况信息的必不可少的实时处理。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种用于旋转系统的测量装置，所述测量装置包括：第一传感器，其布置在所述旋转系统的轴的附近，所述第一传感器配置成产生与轴的旋转有关的信号，和控制单元，其连接至所述第一传感器，其中，所述控制单元还配置成：基于来自第一传感器的信号来形成第一参数；确定当前时间基准；形成包括所述第一参数和与所述当前时间基准有关的时间标记的数据包，以及通过连接至所述控制单元的网络，将所述数据包分配到至少一个监测装置。

本发明基于的认识在于，可以通过时间标记与所述旋转系统的轴的旋转有关的参数来改善状态相关数据的处理，并且可通过网络将该信息分配给例如其中可以进行进一步处理的监测装置。

在所提出的实施方式中，来自配置成用于提供指示所述轴的旋转的传感器的数据被时间标记并且以适于通过网络进行分配的格式而被布置，其中至少一个另外的电子设备比如监测装置可接收该信息并将其纳入进一步的计算。优点包括有可能以更通用的方式共享众多电子设备(例如包括监测装置)之间的旋转相关信息，而不必在旋转相关信息被分配到一个以上的其他电子设备或在较大距离分配时采用通常在现有技术监测系统中使用的复杂布线和放大器。相反，根据本发明，可以使用已经可用的网络(有线或无线)，用于分配所述旋转相关信息。

应当指出的是，在本申请的范围内，术语“数据包”应被广泛地解释，包括不同的配置和实施方式。例如，在本发明的范围内，可以产生耐受损失数据流，包括例如其中测量参数及时间基准被组织在一起用于进行进一步分配的“元组”。

为了优化可通过本发明所实现的结果，所述测量装置和监测装置在适当程度上优选的是时间同步的。例如，这可以通过使用被提供给测量装置且进一步被分配给监测装置的本地时间基准来实现。然而，还可以提供测量装置和监测装置的全局同步，例如使用提供当前时间基准的外部布置的源。在这样的实施例中，测量装置还可以包括将所述控制单元连接至外部时间基准的接口，例如是GPS(或任何类似的卫星导航系统)、提供陆地无线电时间信号的装置、或基于计算机的时间基准例如时间服务器(UTC)中的至少一个。此外，所述测量装置和监测装置中的至少一个可以配置成指示这两个装置是否不同步，例如这两个装置之间的时间同步是否与一个以上的预定时间持续不同。

为了产生与所述轴的旋转有关的信号，所述第一传感器可以包括霍尔效应传感器、涡流传感器以及光学传感器中的至少一个。用于产生转速信号的其他实施方式是可能的并且被认为在本发明的范围之内。