[发明专利]状态监视

说明书

本发明提供一种状态监视方法及装置。根据本发明，通过根据位置对振动数据进行分箱并此后执行傅里叶变换进行分析，来进行对具有旋转运动或线性运动的设备、机器和部件的状态监视，其中，设备、机器和部件连续改变速度、在不同的位置开始和停止，不进行完整的旋转。在其他方面，这避免由于速度改变而导致的频率域中的拖尾。

技术领域

本发明涉及诸如滚动轴承、齿轮和杆(shaft)的旋转设备的状态监视，更特别地讲，针对具有不同的局部旋转的旋转设备。

背景技术

诸如杆、滚子和滑动轴承(plain bearing)以及齿轮的旋转设备/机器的状态监视通常利用测量一个或多个物理参数并将这些物理参数转换为电信号的一个或多个传感器来进行，电信号之后可以被处理，以尝试并确定作为整体的设备/机器的状态和/或单个部件的状态。所述一个或多个物理参数通常包括温度和振动。温度将与机器的当前模式关联，能够给出它的状态的指示。例如，不同的模式可以是：在关闭之后直接断开、在机器已经花时间来冷却之后断开、启动阶段、处于操作温度等，每个模式具有可以接受的温度范围，并且如果温度处于相应的温度范围之外，那么，例如，可以发出无规则警告(irregularitywarning)。其他常用的传感器为不同类型的振动传感器，诸如，加速度传感器和声发射传感器。在本申请的上下文中，振动传感器可以是，但不限于，全部产生振动信号的加速度传感器、声发射传感器、位移传感器和表面轮廓传感器中的任意一个。例如，传统的振动测量用于通过以下形式的信号处理来找到循环事件(cyclic event)：滤波并且取包络，之后通过傅里叶变换从时域到频率域。当机器/设备以相当恒定的速度旋转时，通常投入很大的精力来测量这些振动，以防止频率域中的任何拖尾。我们如何处理来自不断改变旋转速度的设备/机器的振动信号，其中，设备/机器不具有完整的旋转，如来回摇摆的钟摆，并且最糟糕的可能是设备/机器具有不规则运动，诸如，首先一些完整的向前旋转，之后向后旋转半周，之后向前旋转四分之一等。仍然存在改善的空间。

发明内容

本发明的目的为限定一种状态监视方法和装置，其中，所述状态监视方法和装置可以对具有旋转运动或线性运动的设备/机器/部件进行处理，其中，设备/机器/部件连续改变速度、在不同的位置开始和停止，不进行完整的旋转等。

在状态监视中使用的快速傅里叶变换(FFT)频谱分析方法通常被应用于来自沿相同的方向以恒定或接近恒定的速度保持旋转的旋转设备的数据。关于仅进行来回局部旋转从而具有不同的运动角度并一直连续改变速度的机器/杆，由于缺陷事件(defect event)的重复不按照时间均匀分布，因此将产生大量的频谱拖尾。

通过以下方式实现上述目的：将振动数据(原始数据或已经取包络的数据)采样分箱到作为角度的很小的部分(根据应用来确定)的角度箱中，针对包括不止一个振动数据的每个箱提取统计参数，应用滤波器，限定获得物的新起点和终点(清除空的箱)并在旋转(角度)域中重构新的波形。重复的事件现在均匀分布并在FFT频谱中显示良好。

上述目的还通过状态监视方法和装置通过根据位置对振动数据进行分箱并在此后执行傅里叶变换进行分析来实现。

根据本发明，上述目的还通过对机器部件进行状态监视的方法来实现，其中，通过在振动传感器与被监视的所述机器部件之间的相对运动期间通过振动传感器测量振动来对所述机器部件进行状态监视。根据本发明，所述方法还包括：测量、关联、分箱、傅里叶变换、分析和确定的步骤。测量的步骤包括：在所述相对运动期间通过位置传感器测量机器部件相对于振动传感器的位置的相对位置。关联的步骤包括：使机器部件的相对位置与测量到的振动的采样相关联。分箱的步骤包括：根据每个采样的关联的位置，将关联位置的采样分箱到多个箱中。傅里叶变换的步骤包括：对所述多个箱中的与位置相关的内容进行傅里叶变换。分析的步骤包括：将傅里叶变换的内容分析为机器部件的状态。最后确定的步骤包括：基于对傅里叶变换的内容的分析，确定机器部件的状态。

振动传感器与机器部件之间的所述相对运动可以是旋转的或线性的。如果运动是旋转的运动，那么相对位置适当地是角度。