[发明专利]光学声学感测系统和方法

权利要求书

1.一种测定多个在空间上隔开的受磨损机器零件的状态或状况的方法，所述机器零件发出特征声波，所述方法包括以下步骤：

(a)光学感测所述多个受磨损机器零件的声学特性，并由此得出所感测的信号，

(b)将所述感测的信号沿着所述在空间上隔开的机器零件分割成第一系列相应空间区段，并且对于每个空间区段，将所述感测的信号分割成记录所述空间区段在一延长时间期内的声学特性的时间区段；

(c)将每个时间区段分割成一系列子区段以及把所述子区段转换成相应频域子区段的频域；

(d)将一空间区段内的频域子区段相组合，以产生相应较低噪声级的组合频域子区段；以及

(e)确定所述组合频域子区段中存在的所发出的特征声波的基频，以及相关联的谐波。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述机器零件包括轴承。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述机器零件形成传送带的一部分。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中对于所述多个机器零件的声学特性，所述光学感测基本上同时进行。

5.根据权利要求5所述的方法，其中所述步骤(d)进一步包括从所述组合频域子区段减去底噪度量。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述底噪度量包括基本上贯穿所述组合频域子区段的底噪下水平的插值曲线。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述插值曲线包括多项式曲线、指数曲线、对数曲线或分段曲线中的一种。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述光学感测包括利用沿着光纤的散射来感测所述声学特性。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述步骤(a)进一步包括对所感测的信号进行滤波以将感测系统的基于频率的衰减特性考虑在内。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述步骤(e)包括将高斯形结构与所述组合频域子区段进行卷积。

11.一种测定多个在空间上隔开的轴承的状态或状况的系统，所述系统包括：

第一传感器单元，用于光学感测置于所述在空间上隔开的轴承附近的延伸光波导管周围的声学特性；

处理装置，用于将所感测的信号处理成一系列相应空间区段；对于具有一延长时间区段的每个空间区段，记录所述空间区段在一延长时间期的声学特性；

所述处理装置进一步对所述延长时间区段进行频域处理，以产生相应较低噪声级的频域区段；并且

所述处理装置进一步检查所述频域区段，以确定发出特征声波的任何轴承的任何基频和相关联的谐波的存在。

12.一种测定传送带系统的状态或状况的方法，所述传送带系统包括多个滚轮单元，每个滚轮单元具有一系列滚珠轴承，所述方法包括以下步骤：

(a)光学感测所述传送带系统沿其长度的声学特性，并由此得出所感测的信号，

(b)将所感测的信号沿着传送带分割成第一系列空间区段，并且对于每个空间区段，将所述信号分割成记录所述空间区段在一延长时间期内的声学特性的时间区段；

(c)可选地对所述时间区段进行滤波，以将光学感测系统的基于频率的衰减特性考虑在内；

(d)将每个时间区段分割成一系列子区段以及把所述子区段转换成相应频域子区段的频域；

(e)将空间区段内的频域子区段相组合，以产生相应较低噪声级的组合频域子区段；以及

(f)确定所述组合频域子区段中存在的任何滚轮的转动基频，以及相关联的谐波。

13.根据权利要求12所述的方法，进一步包括以下步骤：

(g)从所述组合频域子区段减去所述转动基频和谐波的模型，以得到修正的频域子区段；以及

(h)分析所述修正的频域子区段，以确定轴承磨损状况。