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CN1223735A - 条件分析器 - Google Patents

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CN1223735A CN97195901.3A CN97195901A CN1223735A CN 1223735 A CN1223735 A CN 1223735A CN 97195901 A CN97195901 A CN 97195901A CN 1223735 A CN1223735 A CN 1223735A
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Abstract

本发明涉及一种用于评价一台有测量点(90)的机器(100)的条件的方法,该方法由可卸分析仪(30)执行。该法包括下述步骤:借助在测量点的测量,产生一个条件值,该值取决于机器的实际条件;在一个置于测量点(90)旁边或附近的可写信息载体(120)中,存储该条件值,使它能在以后用作基准条件值。本发明还涉及一种用于执行该方法的仪器,和一种用于与分析仪合作的和安装在机器(100)上测量点旁的设备。

Description

条件分析器
本发明涉及一种用于对一台有测量点的机器生成一个测量点的条件值的方法，和一种用于进行这种方法的系统。
带有活动部件的机器会随时间推移而磨损，磨损常使机器条件恶化。带有活动部件上述机器实例有：电动机，泵，发电机，压缩机，机床和CNC机器。众所周知，或多或少要定期地研究上述机器的操作条件。能通过测量轴承中振动的幅度和测量机器壳上温度的变化，确定操作条件；该温度取决于轴承的操作条件。带有转动或其它活动部件的机器的上述条件检查，对安全和对上述机器使用寿命都具有重大意义。众所周知，可完全用手工方式对机器作上述测量。这通常是由一名操作员进行的，他借助一台测量仪器对机器上的若干测量点进行测量。根据预先打印的公式，记录由测量仪器对每个测量点得到的测量数据。对于一台机器，可能需要有多个测量点，才能尔后确定机器的总操作条件。例如，为了测量电动机的振动，常用三个测量点，才能在三个互相垂直的方向，即X方向、Y方向和Z方向测量振动。操作员必须记录公式中的每个测量值。还需要操作员计算这些测量值，以便他能判断所测幅度测量值是否表示测量位置的变化，从而如果所测值表示磨损，就维修机器。这就对维修人员的专业知识提出高要求，以便判断哪些振动和温度测量值是合格的和哪些测量值是不合格的。
为了识别轴承是否损坏，已知可使用冲击脉冲测量仪，借助此仪器可确定带有转动机械部件的机器中轴承的损坏。为了在一个测量点进行上述的测量，要根据测量尺度去设置轴的直径和轴的转速。这些数值是用手工设置的，用作基准水平。如果用测量仪器测得的测量值大于基准水平，就可用报警灯或用声信号来指示。
从EP-0194333可知，可给每个测量点提供可用单独阅读探头自动阅读的识别数据。EP-0194333还描述：用于测量点的特征数据值是可在测量点阅读的，从而能自动地生成上述的基准值。因此，可用标准而清楚的方式从特征数据值中计算出基准值。因此，根据这种已知技术，同一个基准值是对具有一定轴直径和一定转速的全部轴承都有效的。
EP-0211212描述一种测量仪器，用于检测和评价代表机器条件的数据。所描述的测量仪器具有一个与用于阅读一种测量点代码的传感器探头结合的测量探头，因此在普通汽车壳中装有测量探头和代码传感探头。
本发明要解决的问题是提供一种可在检测机器条件变化方面提高精度的方法。
根据本发明，用一种对具有一个测量点的机器的条件进行评价的方法来解决这一问题。该方法由一种可移动分析仪执行，包括下述步骤：
-借助于在测量点的测量来产生一个条件值，该条件值取决于机器的当前条件；和
-在一个放在测量点90上或附近的可写信息载体120中存储该条件值，使该条件值在以后能够用作基准条件值。
根据一个优选实施例，所产生的基准条件值取决于一种测量值，例如结合新制机器最终检验而测得的振动测量值；和取决于相关的解释信息，例如机器上一个可转动轴的轴直径和转速。为了对是否存在某种可测量条件变化一事提供一种确定，就执行一种根据本发明的方法，它包括下述步骤：
a)产生一个条件值，该条件值取决于机器在测量点的实际条件；和
b)从一个置于测量点旁或附近的信息载体中获取一个基准值，以表示机器在一个较早时间点的测量点的条件。
为了使本发明容易了解和实现，参照附图进行描述。
图1根据本发明示出一个条件分析系统实施例的示意框图。
图2A示出一个传感器单元的实施例，该单元包括一个用于与测量点信息载体通信的接口。
图2B示出一个在测量点的设备的实施例，它包括一个信息载体和一个用于与根据图2A的接口通信的接口。
图1根据本发明示出一个条件分析系统10的实施例的示意框图。该条件分析系统包括一个传感器单元20，用于产生一个取决于运动，更准确地说，取决于振动的测量值。
传感器单元20通过一个导线32连接于分析仪30。分析仪30包括一个非易失性存储器40，一个微处理机50和一个读/写存储器60。在读存储器40中存储一个计算机程序，并且用这个计算机程序去控制分析仪30的操作。当微处理机50进行的某种操作被写入时，应了解，微处理机运行一定部分的存于存储器40中的程序。
微处理机50连接于一个显示单元62。借助于显示单元62，条件分析系统的使用者以清楚的文本形式获悉当前测量点的条件。下面更严密地描述条件值的产生。显示装置可在一侧包含一个屏幕，而在另一侧包含一个打印单元，以便使用者能够在需要时打印出从测量点获取的条件值。
根据一个优选实施例，分析仪30包括一个屏幕62，在屏幕上显示测量期间的相关信息；和一个软盘站64，其中可插入一个软盘。这样，使用者借助分析仪30收集多个测量点的条件值，并且在一个可拆卸地插入软盘单元64的软盘上储存全部信息。微处理机50还连接于一个信息端口66，借助此端口能把分析仪30连接于一个独立的信息处理单元。
分析仪30装有一个接口70，用于与一个设备80交换数据。当系统进行工作时，在有活动部件110的机器100上或在其测量点90牢固地安装设备80。测量点可包含一个牢固地连接于机器的外壳上的接头耦合器，可在其上可拆卸地连接传感器单元。接头耦合器可由例如一个插栓式管接头形成。测量点可包含一个外壳中的螺纹凹座，可在其中拧入传感器单元。在后面的情况下，传感器单元20有相应的螺纹，使它能够象螺钉一样拧入凹座。
另一方面，只在机器外壳上用一个涂抹标记会标记测量点。
在图1中示范的机器100具有转轴110，它具有一定的直径d1。机器100中的轴110在机器使用时以一定的转速V1转动。
设备80包含一个信息载体120，它载有测量点识别信息和解释性信息。信息载体还载有至少一个条件值Kref，它能够用作确定条件可能变化的基准。
识别信息可由例如测量点的识别号，或由识别机器100和测量点90的数据串来形成。机器100只部分地示于图1中，它可包括多个测量点和多个活动部件，从而能够单独地确定机器的不同部分的条件。存于测量点设备80中的解释性数据可以包括一个指示上述轴直径d1的第一计算机字，和一个指示转速V1的第二计算机字。信息载体120连接于一个接口单元130，它用于与分析仪30的接口单元70交换信息。一名操作员把便携式分析仪30携带到一个要对其确定条件值的测量点，并且把传感器单元20连接于测量点90。根据一个实施例，传感器单元20装有一个转换开关(未示出)，它依靠传感器单元接触测量点来闭合。当转换开关闭合时，产生一个起动信号，该信号通过母线32而传送到微处理机50，从而起动微处理机50去执行一个分析程序。由分析程序确定一个实际的条件值，并由信息载体获取一个基准值kref。基准值kref指示单个机器在一个较早时间点的相同测量点的条件值。按照与下述方式相同的方式把基准值kref存储于信息载体中。
当机器是新出厂的机器时，或者当转轴110的轴承被修复或更换时，就确定机器100的每个测量点90的条件值kref。
根据一个优选实施例，确定用于测量点的条件基准值的方法是：在测量点产生一个指示机器振动或温度的测量值，并且用一种已知的方式，借助于解释性信息，例如轴的直径和轴的转速，把测量值转换成条件值。因为在相应的机器部件是新的或新修复的情况下产生这个条件值kref，故通过与基准值kref比较，能够有利地确定以后可能的条件变化。
当仪器30用于产生基准条件值kref时，把一个键盘连接于信息端口66，并且指示微处理机去执行一个基准产生程序。基准产生程序促成：微处理机30从传感器单元20获取一个测量值，和显示器单元62显示一个使操作员输入用于测量点的解释性信息的请求。
例如可通过键盘或借助插入软盘站64的软盘，输入解释性信息。
微处理机根据测量值和输入的解释性信息，计算指示单个测量点的条件的实际条件值kref。
通过接口70把这样确定的条件基准值kref和输入的解释性信息输送到信息载体120。
另一方面，能够把解释性数据以及基准值kref输送到软盘单元64或显示单元/屏62，以便用另一种方法输入到信息载体120。
根据本发明的一个优选实施例，设备80包括一个可读可写存储器120，它能够与接口130以双向交换信息。根据一个实施例，设备80包括一个光电池，它向存储器120和接口130供电。
因为设备80以上述方法应用一个为机器和测量点所专用的条件基准值，故以后的条件测量能够对条件的变化有利地给出准确的指示。这意味着，完全不必给分析仪提供关于机器或其测量点的任何信息；并且尽管如此，分析仪仍然可以对是否已发生条件变化作出准确的评价。例如在机器和测量点数目都很大的大型制造业中，在检查固定于地面的机器的条件时，这是具有重大优势的。它还可提供很好的安全性，因为通过直接在测量点存储基准条件值，可消除数据库中数据混合的风险。
用于确定条件可能变化的方法通常是由维修人员定期地进行的。根据本发明，举出何时能够进行上述过程的第一个实例：在机器交货后立即完成安装。在这种情况下，已在信息载体中载有条件基准值，这是已在机器制造厂进行最终检验时产生和存储于其中的。
当安装者刚安装完机器时，就进行一个确定条件可能变化的过程，以证明安装是正确的，并且机器的条件在从制造厂运出的时期没有恶化。
该方法包括下述步骤：
-产生一个取决于机器运动的测量值；
-从按测量点安装的信息载体中获取解释性信息；
-根据测量值和解释，产生一个指示机器上测量点实际条件的实际条件值；
-从信息载体中获取一个指示较早时间点的测量点条件的第二条件值；
-产生一个取决于实际条件值和第二条件值的相关值，该相关值指示条件的变化。
这一过程可由微处理机50进行，它运行一个存于存储器40中的分析程序。
分析程序包括微处理机50从传感器单元20访问测量值的步骤。根据本发明一个实施例，传感器单元包括一个带有压电元件的加速度计140。当测量点90振动时，传感器单元20或至少它的一部分也振动，加速度计140就产生一个电信号，电信号的频率和幅度分别取决于测量点90的机械振动频率和振动幅度。把电信号输送到模拟数字转换器34，它用一定的抽样频率fs按已知方式把模拟信号转换成连续数字字。微处理机50存储一系列相当于存储器60中电信号时间序列的数字字，然后进行信号序列分析，借此确定信号的频率和幅度。因此，可确定振动幅度Av和振动频率fv的测量值。其后，微处理机通过从接口70阅读信息，获得来自设备80的解释性信息和基准值kref。
根据一个实施例，在设备80上的接口130包括一个光发射器，它以红外光脉冲串的形式把数据顺次地发送到接口70。
能够根据通过接口130接收的信息请求，起动设备80。另一方面，设备80包括一个检测元件，它在传感器单元20被加于测量点90时进行检测，然后起动设备80去把信息送到接口130。
这样，微处理机接收测量点的识别信息和解释性信息，例如直径值d1和转速值V1。
由于分别知道解释性信息d1和V1，故可容易地把各个测量振动幅度值Av转换成一个实际条件值Ka。一种预定的解释算法存储于存储器40中，并由幅度值Av和象d1和V1之类的解释信息起动，微处理机就据此而产生一个相应的条件值Ka。上述解释算法基于瑞典公开文件339576中描述的产生条件值的方法实施例。
根据一个实施例，解释算法基于机械分类标准ISO2954。
把产生的实际条件值Ka和从信息载体120获取的基准条件值Kref送到屏幕62，以便操作员能够判断两个值是否相当。如果Ka基本上类似于Kref，则条件基本上未变。如果两个值之间有差异，就指示机器条件已变。
因为能够在同一测量点用一个较早的测量条件值Kref来比较根据本发明的实际条件值Ka，故可实现很准确地指示变化。这样，能够就何时需要维修有利地作出良好判断决策，这又可导致机器使用寿命延长。
根据一个优选实施例，微处理机产生一个依靠实际条件Ka和基准条件值Kref的相关值。
通过把值Ka除以基准值Kref，可得出一个相关值，它对涉及测量点的机器的一个部件或一些部件的条件给出百分率变化。根据另一个实施例，相关值是按照值Ka与基准值Kref之间的差值来产生的。

Claims (24)

1．一种用于评价一台带有测量点(90)的机器(100)的条件的方法，用一台可移动的分析仪(30)执行该方法，它包括下述步骤：
-借助在测量点的测量产生一个条件值，所述的条件值取决于机器的实际条件；
其特征在于，在一个测量点(90)旁或附近安放的可写信息载体(120)中存储该条件值，以便能够在以后把该条件值用作基准条件值。
2．根据权利要求1的方法，其特征在于，
-产生一个测量值；
-获取解释性信息(d1,V1)
-根据测量值(Av)和所获取解释性信息(d1,V1)，生成条件值。
3．根据权利要求1或2的方法，其特征在于，测量值指示机器的一种运动，例如振动运动。
4．根据上述权利要求中任何一项的方法，其特征在于，解释性信息(d1,V1)相当于用于机器或机器部件的技术类型数值。
5．一种用于评价一台带有测量点(90)的机器(100)的条件的方法，包括下述步骤：
a)产生一个条件值，所述值取决于在测量点的实际条件，
其特征在于
b)从一个在测量点(90)旁或附近安放的信息载体(120)中，获取一个基准值，以指示机器在一个较早时间点的条件。
6．根据权利要求5的方法，还包括下述步骤：
c)产生一个取决于实际条件值和基准值的相关值。
7．根据权利要求5或6的方法，其特征在于，步骤a)包括下述步骤：
a1)通过在测量点的测量，产生一个测量值；
a2)从信息载体(120)中，获取解释性信息；
a3)根据测量值(Av)和解释性信息(d1,V1)，生成实际条件值(K)。
8．根据权利要求5或6的方法，其特征在于，条件值是直接借助于在测量点的测量产生的。
9．根据上述权利要求中任何一项的方法，其特征在于，
-用无线电通信或用光发送机和光接收机，进行分析仪与信息载体之间的通信。
10．一种用于评价一台带有测量点(90)的机器(100)的条件的分析仪，该分析仪包括：
-一个传感器装置(20)，用于根据机器的运动，产生一个测量值(Av)；
-一个通信装置(70；66；64)，用于接收测量点特有的解释性信息；
-一个信息处理装置(50,40,60),用于产生一个条件值，从而信息处理装置(50,40,60)与通信装置(70；66；64)和传感器装置(20)合作，使信息处理装置根据测量值和解释性信息，产生一个条件值(K；Kref)，以指示机器的实际条件，其特征在于通信装置包括一个接口装置(70)，该装置被安排成把条件值(Kref)发送到一个在测量点(90)旁或附近的可写信息载体(120)中，以便它能够用作一个本地存储的单独条件基准值。
11．一种用于评价一台带有测量点(90)的机器(100)的条件的分析仪，该分析仪包括：
-一个传感器装置(20)，用于根据机器的运动，产生一个测量值(Av)；
-一个通信装置(70；66；64)，用于接收测量点特有的解释性信息；
-一个信息处理装置(50,40,60)，用于产生一个条件值，从而信息处理装置(50,40,60)与通信装置(70；60；64)和传感器装置(20)合作，使信息处理装置根据测量值和解释性信息，产生一个条件值(K；Kref)，以指示机器的实际条件，其特征在于
-通信装置包括一个接口装置(70)，该装置被安排成，从置于测量点(90)旁或附近的一个信息载体(120)中，获取一个条件基准值，以指示机器在较早时间点的测量点的条件。
12．根据权利要求10或11的分析仪，其特征在于
-接口装置(70)能够既接收信息又发送信息。
13．根据权利要求10,11或12的分析仪，其特征在于
-传感器装置(20)是可移动地连接于信息处理装置的。
14．根据权利要求13的分析仪，其特征在于
-接口装置(70)和传感器装置(20)被集成于一个公用壳中。
15．根据从属于权利要求11时的权利要求12,13或14的分析仪，其特征在于
-信息处理装置(50,40,60)借助于通信装置(70)而安排成，从信息载体中获取基准条件值，以指示在较早时间点的测量点的条件，和在于
-信息处理装置被安排成，根据实际条件值和基准条件值，产生一个相关值，该相关值指示一个变化条件。
16．根据权利要求10-15中任何一项的分析仪，其特征在于，分析仪被安排成，按照一种预定的算法，生成条件值。
17．根据权利要求10-16中任何一项的分析仪，其特征在于，分析仪是一个便携式装置。
18．根据权利要求10-17中任何一项的分析仪，其特征在于
-接口装置(70)适合于借助无线电通信或借助光发送器和光接收器，与信息载体通信。
19．一种与根据权利要求10-18中任何一项的一台分析仪合作的设备，它装于一台有活动部件(110)的机器(100)上的测量点，该设备包括：
-一个信息载体(120)；
-存储于信息载体中的解释性信息，它通过下述方式定义那些用于机器和/或活动部件的技术类型数值：当结合解释性信息解释测量值时，能够根据实际测量值生成一个实际条件值；
-一个用于与分析仪合作的通信装置(130)，它根据一个起动信号，从信息载体中读出解释性信息，并且把这一信息输送到分析仪；从而
-信息载体载有一个基准条件值，以指示在一个较早时间点的测量点的条件；和
-通信装置，根据起动信号，从信息载体中读出基准条件值，并且把该值输送到分析仪，从而能够生成一个指示变化后条件的相关值。
20．一种与根据权利要求10-18中任何一项的一台分析仪合作的设备，它装于一台有活动部件(110)的机器(100)上的测量点，该设备包括：
-一个信息载体(120)；
-存储于信息载体中的解释性信息，它通过下述方式定义那些用于机器和/或活动部件的技术类型数值：当结合解释性信息解释测量值时，能够根据实际测量值生成一个实际条件值；
其特征在于信息载体包括一个可写存储器装置，使得有可能存储本地基准条件值。
21．根据权利要求20的设备，其特征在于，
-用于与信息载体(120)合作，和用于与分析仪(30)通信的通信装置(130)。
22．根据权利要求19或21的设备，其特征在于
-通信装置(130)包括一台收发两用机，用于借助无线电通信或光发送机和光接收机，与分析仪(30)通信。
23．根据权利要求19或21的设备，其特征在于，
-通信装置(130)包括接触装置，用于信息载体(130)与分析仪(30,70)之间的有电阻接触。
24．根据权利要求19-23中任何一项的设备，其特征在于，
-信息载体适合于刚性地安装于机器上。
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