用于在單一測量通道上測量速度和加速度峰值振幅的系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】用于在單一測量通道上測量速度和加速度峰值振幅的系統(tǒng)
[0001]優(yōu)先權(quán)聲明
[0002]本申請要求與2014年11月4日提交的標(biāo)題為“System for Measuring Velocityand Accelerat1n Peak Amplitude (PeakVue) on a Single Measurement Channel，，的共同未決臨時專利申請序列號數(shù)量62/075，200的優(yōu)先權(quán)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及機(jī)器振動監(jiān)測領(lǐng)域。更特別地，本發(fā)明涉及用于使用單一測量通道來測量速度信號和加速度峰值信號(PeakVue)的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0004]聯(lián)機(jī)的振動監(jiān)測系統(tǒng)是以連續(xù)方式自動收集振動數(shù)據(jù)的測量系統(tǒng)。當(dāng)安裝了這樣的系統(tǒng)時，用戶針對將收集的數(shù)據(jù)的類型以及所處的條件來配置該系統(tǒng)，然后該系統(tǒng)在沒有人為干涉的情況下，24/7，按照其配置自動運(yùn)行。該類型的系統(tǒng)的一個例子是EmersonProcess Management 制造的 CSI 6500 機(jī)械健康監(jiān)測器(CSI 6500Machinery HealthMonitor)。
[0005]包括CSI 6500在內(nèi)的許多聯(lián)機(jī)振動監(jiān)測系統(tǒng)使用硬件積分來講加速度信號轉(zhuǎn)換成速度信號。一旦配置該系統(tǒng)后，通道是使用硬件積分器的速度通道或旁通硬件積分器的加速度通道，直至該系統(tǒng)被重新配置為止。
[0006]如本文所使用的術(shù)語，“總振動”是在寬的頻率范圍內(nèi)的總振幅?？傉駝訙y量還指總掃描(Gross Scan, GS)測量，是相對容易收集、處理、分析和產(chǎn)生趨勢的單一的寬帶值。CSI 6500可進(jìn)行持續(xù)測量總振動，以及同時在所有通道上每秒測量一次。該系統(tǒng)還可被配置成在此基礎(chǔ)上在通道對上進(jìn)行更詳細(xì)的測量，所述測量可按照周期性的基礎(chǔ)來進(jìn)行，或者由總振動(和其他輸入，例如速度)來觸發(fā)。
[0007]然而，重大的限制是這樣的限制，S卩，通道可被配置成測量速度或加速度，但是并不蟹同時測量這二者。一種期望的使用情況是，持續(xù)地檢測速度，并產(chǎn)生關(guān)于速度的總振動(例如，英寸/每秒)的趨勢，但是周期性地進(jìn)行更詳細(xì)的加速度測量，例如PeakVue測量。除非使用兩個分離通道(一個用于速度，并且一個用于加速度)，否則這些用現(xiàn)有的CSI6500版本尚不可行。然而，大多數(shù)用戶不想要使用兩個分離通道來用于該目睹，因為這需要在測量系統(tǒng)中存在兩倍的通道，提高了成本。
[0008]因此，所需要的是優(yōu)選在不改變測量硬件的情況下消除現(xiàn)有技術(shù)的該限制的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]通過具有多路通道的聯(lián)機(jī)振動測量系統(tǒng)滿足了以上需要和其他需要，所述聯(lián)機(jī)振動測量系統(tǒng)在具有一般測量僅速度的硬件積分器的通道上進(jìn)行周期性的加速度測量。
[0010]在一些實施方案中，所述系統(tǒng)短暫地中斷速度單元對總振動(總掃描)的監(jiān)測，以旁通硬件積分器并在加速度單元中進(jìn)行PeakVue測量。
[0011]在一些實施方案中，阻止以這樣的方式配置該系統(tǒng)，S卩，中斷(或鎖住)總振動監(jiān)測多于一分鐘以進(jìn)行PeakVue測量。
[0012]在一些實施方案中，所述系統(tǒng)在每次切換(積分器的禁用和重新激活)期間監(jiān)測總振動水平，以通過算法來確定測量何時穩(wěn)定，并由此最小化中斷總振動監(jiān)測的時間量。
[0013]在一些實施方案中，所述系統(tǒng)維持最末的有效總振動速度測量，同時所述系統(tǒng)進(jìn)行所述PeakVue加速度測量。
[0014]在一些實施方案中，所述系統(tǒng)確保，在PeakVue加速度測量期間，正在監(jiān)測所述總振動速度測量的外部系統(tǒng)(即，分布式控制系統(tǒng))不接收無效數(shù)據(jù)。
[0015]在一些實施方案中，所述系統(tǒng)基于被正在被監(jiān)測的設(shè)備的狀態(tài)來確定是否進(jìn)行速度測量或PeakVue測量，其中狀態(tài)是指總振動水平、離散輸入狀態(tài)或速度。
[0016]—些優(yōu)選實施方案提供了用于持續(xù)監(jiān)測機(jī)器的振動水平的振動測量系統(tǒng)。所述系統(tǒng)具有用于在所述機(jī)器上的一個或多個位置測量振動的多測量通道。所述多測量通道中的至少一個包括加速度傳感器、積分器、開關(guān)和選擇邏輯器。所述加速度傳感器附接至所述機(jī)器用于感知機(jī)器振動，并基于所述機(jī)器振動生成模擬加速度信號。所述積分器接收所述模擬加速度信號，并基于所述模擬加速度信號生成模擬速度信號。接收所述模擬加速度信號和所述模擬速度信號的所述開關(guān)具有其中選擇所述模擬速度信號的第一位置以及其中選擇所述模擬加速度信號的第二位置。所述開關(guān)一般維持所述第一位置，在此時間期間，所述系統(tǒng)持續(xù)監(jiān)測所述模擬速度信號或由所述模擬速度信號衍生的信號，以評估所述機(jī)器的運(yùn)行條件?？蓪λ鲩_關(guān)進(jìn)行瞬時設(shè)置所述第二位置，在此時間期間，所述模擬速度信號的監(jiān)測被中斷以提供對所述模擬加速度信號的瞬時測量。所述選擇邏輯器基于指示所述機(jī)器的狀態(tài)的一個或多個輸入信號生成第一控制信號。所述第一控制信號觸發(fā)所述開關(guān)處于所述第一位置或所述第二位置。
[0017]在另一個方面中，本發(fā)明提供了一種用于使用具有多測量通道的振動測量系統(tǒng)來持續(xù)監(jiān)測機(jī)器上一個或多個位置處的振動水平的方法。在一個優(yōu)選實施方案中，所述方法包括:
[0018](a)在所述多測量通道中的第一測量通道中，感知所述機(jī)器上第一位置處的機(jī)器振動，并基于所述機(jī)器振動生成第一模擬加速度信號；
[0019](b)使用所述第一測量通道中的硬件積分器積分所述第一模擬加速度信號以生成模擬速度信號；
[0020](c)使用所述第一測量通道持續(xù)監(jiān)測所述模擬速度信號或由所述模擬速度信號衍生的信號；
[0021](d)至少部分地基于指示所述機(jī)器的狀態(tài)的一種或多種輸入信號來生成第一控制信號;
[0022](e)在所述第一測量通道中，基于所述第一控制信號，中斷對所述模擬速度信號的所述監(jiān)測并開始加速度測量周期；
[0023](f)在所述加速度測量周期期間使用所述第一測量通道測量所述第一模擬加速度信號；以及
[0024](g)基于加速度測量周期的結(jié)論，使用所述第一測量通道重新開始對所述模擬速度信號的所述持續(xù)監(jiān)測。
[0025]在另一方面中，本發(fā)明提供了一種用于使用具有多測量通道的振動測量系統(tǒng)來持續(xù)監(jiān)測機(jī)器的振動水平的方法。在一個優(yōu)選實施方案中，所述方法包括:
[0026](a)持續(xù)感知所述機(jī)器上多個位置處的機(jī)器振動，并在所述多測量通道中基于所述機(jī)器振動生成多個模擬加速度信號；
[0027](b)在速度測量受到激活的每個測量通道中，使用所述測量通道中的硬件積分器積分所述模擬加速度信號以生成模擬速度信號；
[0028](c)持續(xù)監(jiān)測步驟(b)中生成的模擬速度信號或者由步驟(b)中生成的模擬速度信號所衍生的信號；
[0029](d)持續(xù)監(jiān)測指示所述機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)的一個或多個輸入信號；
[0030](e)基于所述一個或多個輸入信號來確定將在所述多測量通道中的至少第一測量通道中進(jìn)行加速度測量；
[0031](f)通過旁通所述第一測量通道中的所述硬件積分器來禁用所述第一測量通道的速度測量；
[0032](g)在所述第一測量通道進(jìn)行加速度測量；以及
[0033](h)基于所述第一測量通道中的加速度測量的執(zhí)行結(jié)論，通過激活所述硬件積分器的運(yùn)行來激活所述第一測量通道中的速度測量。
【附圖說明】
[0034]本發(fā)明的其他實施方案將通過引用與附圖相結(jié)合的【具體實施方式】而變得顯而易見，其中為了更清楚地顯示細(xì)節(jié)，元件不是按比例的，其中在一些附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件，并且其中:
[0035]圖1所示為根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的振動測量和處理系統(tǒng)的單一測量通道；
[0036]圖2所示為根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的總掃描和DSP管理器處理線程；
[0037]圖3所示為根據(jù)本發(fā)明的一個