[发明专利]状态监视系统

说明书

本发明涉及一种状态监视系统，用于监视滚动轴承。所述系统包括信号处理单元和振动能量采集器。振动能量采集器包括电磁换能器，其中，当振动时，线圈相对于静电磁场运动以产生电力。为了建立紧凑而有效的状态监视系统，其还使用电磁换能器作为振动传感器、速度传感器。信号处理单元确定轴承是否存在损坏，在一些实施方式中，还确定损坏的程度。电磁换能器直接或间接地附接到滚动轴承。

技术领域

本发明涉及状态监视系统，更具体地，涉及一种紧凑且有效的滚动轴承的状态监视系统，特别是铁路轴承的状态监视系统。

背景技术

滚动轴承包括内圈、外圈和安装在这两个圈之间的多个滚动元件或滚动体。这些滚动元件可以是球、滚子或滚针。在本发明的意义中，滚动轴承(rolling bearing/rollingelement bearing)可以是例如球轴承、滚子轴承或滚针轴承。

在滚动轴承的领域中，已知附接一个或多个传感器来测量一个或多个物理参数并将这些物理参数转换成电信号。一个这样的示例是使用振动传感器(传统上是压电加速度传感器)，以确定轴承损坏。在许多应用中，期望能够自动地对一个或多个轴承进行状态监视数年。这种需求迫使开发极低功率的信号处理并增加大型电池组。另外的需求通常是所有构件都必须非常小且紧凑，以适合应用(诸如，铁路轴承的状态监视)。这导致开发已转向能量采集，并且最近转向振动能量采集。建立紧凑的节能自主状态监视系统一直存在问题。仍有改进的余地。

发明内容

本发明的目的是定义一种自主状态监视系统。

根据本发明，通过滚动轴承状态监视系统实现上述目的。该系统包括信号处理单元和振动能量采集器。振动能量采集器包括电磁换能器，其中，当振动时，线圈相对于静电磁场运动以产生电力。为了建立紧凑而有效的状态监视系统，其还使用电磁换能器作为振动传感器、速度传感器。信号处理单元确定轴承是否存在损坏，在一些实施方式中，还确定损坏的程度。电磁换能器适当地直接或间接地附接到滚动轴承。

根据本发明，也通过滚动轴承状态监视系统实现上述目的。状态监视系统包括能量采集器和信号处理单元。能量采集器包括电磁换能器，在大多数实施方式中，还包括功率管理单元。电磁换能器通过由于电磁换能器所受到的在100Hz或更大的频率带宽上的振动引起的线圈相对于静电磁场运动而将所述振动转换为电压。电磁换能器适当地直接或间接地附接/连接到滚动轴承。功率管理单元(如果存在的话)将包括适当地对能量存储单元充电和放电的电路，包括为功率消耗者提供具有正确电压的电力的电路，包括保护电路并且可能还包括可以提供输出的电路，所述输出具有电磁换能器当前产生的功率水平的值以及电磁换能器在预定时间段内产生的基础功率水平的值。

信号处理单元确定滚动轴承的状态，并且根据本发明，该确定通过来自电磁换能器的电压直接和/或间接地完成。间接地通过使用由功率管理单元确定的功率水平和基础功率水平，和/或直接地通过处理来自电磁换能器的电压。