Бюллетень ЕАПВ "Изобретения (евразийские заявки и евразийские патенты)"
Бюллетень 07´2017

  

(11) 

027344 (13) B1       Разделы: A B C E F G H    

(21) 

201491377

(22) 

2013.01.30

(51) 

G01H 1/00 (2006.01)
G01M 13/00
(2006.01)
G01P 3/44
(2006.01)
G06F 7/06
(2006.01)

(31) 

1250061-7; 61/592,070

(32) 

2012.01.30

(33) 

SE; US

(43) 

2015.01.30

(86) 

PCT/SE2013/050079

(87) 

WO 2013/115716 2013.08.08

(71) 

(73) С.П.М. ИНСТРУМЕНТ АБ (SE)

(72) 

Хедин Ларс-Олов (SE)

(74) 

Поликарпов А.В. (RU)

(54) 

УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ АНАЛИЗА СОСТОЯНИЯ МАШИНЫ, ИМЕЮЩЕЙ ВРАЩАЮЩУЮСЯ ЧАСТЬ

(57) 1. Устройство (14, 920) для анализа состояния машины, имеющей часть, которая выполнена с возможностью вращения с частотой (fROT) вращения, включающее

первый датчик (10), выполненный с возможностью формирования аналогового сигнала (SEA) электрического измерения в зависимости от механических вибраций (VMD), возникающих в результате вращения упомянутой части;

аналого-цифровой преобразователь (40, 44), выполненный с возможностью дискретизации упомянутого аналогового сигнала (SEA) электрического измерения с исходной частотой (fS) дискретизации для формирования цифрового сигнала (SMD, SENV, SRED1) электрического измерения в ответ на принятый аналоговый сигнал (SEA) электрического измерения;

устройство (420) для формирования сигнала (Ер) положения, имеющего последовательность значений (Р(i)) сигнала положения, для индикации моментальных угловых положений упомянутой вращающейся части и

формирователь (601) значений частоты вращения, выполненный с возможностью записи

временной последовательности дискретных значений (Se(i), S(j)) упомянутого цифрового сигнала (SMD, SENV, SRED1) электрического измерения,

временной последовательности упомянутых значений (P(i)) сигнала положения таким образом, что имеются угловые расстояния (Δ-FIp1-p2, Δ-FIp2-p3) и соответствующие интервалы (Δ-Tp1-p2; Δ-Tp2-p3) времени между по меньшей мере тремя последовательными сигналами (P1, P2, Р3) положения, и

временной информации (i, dt; j), так что индивидуальные дискретные значения (S(j)) данных измерений ассоциированы с данными, указывающими время (i, dt; j) и угловое положение (P(i)); при этом

формирователь (601) значений частоты вращения выполнен с возможностью при работе выполнять установление по меньшей мере двух моментальных значений (VT1; VT2) частоты вращения на основе упомянутых угловых расстояний (Δ-FIp1-p2, Δ-FIp2-p3) и упомянутых соответствующих интервалов (Δ-Tp1-P2; Δ-Tp2-p3) времени, и упомянутое устройство для анализа состояния машины также содержит

устройство (230; 290, 290Т; 294, 290, 290F) оценки для выполнения функции (F1, F2, Fn) анализа состояния;

отличающееся тем, что

формирователь (601) значений частоты вращения выполнен с возможностью при работе выполнять установление дополнительных моментальных значений (fROT(i)) частоты вращения вращающейся части (8) при помощи интерполяции между по меньшей мере двумя моментальными значениями (VT1, VT2) частоты вращения таким образом, что интерполированное дополнительное моментальное значение (fROT(i)) частоты вращения указывает частоту вращения в момент регистрации по меньшей мере одного из упомянутых записываемых дискретных значений (Se(i), S(j)) цифрового сигнала электрического измерения; и упомянутое устройство для анализа состояния машины дополнительно содержит

дециматор (310, 470, 470В) для формирования второго цифрового сигнала (SRED2, R), имеющего пониженную частоту (fSR2) дискретизации, в ответ на упомянутый цифровой сигнал (SMD, SENV, SRED1) данных измерений, при этом упомянутый дециматор (470, 470В) выполнен с возможностью понижения частоты дискретизации в зависимости от упомянутого интерполированного дополнительного моментального значения (fROT(j), VT1, VT2, fROT) частоты вращения,

при этом указанное устройство (230; 290, 290Т; 294, 290, 290F) оценки выполнено с возможностью выполнения указанной функции (F1, F2, Fn) анализа состояния в зависимости от упомянутого второго цифрового сигнала (SRED2).

2. Устройство (14, 920) по п.1, в котором

формирователь (601) значений частоты вращения выполнен с возможностью установления (S#70) первого значения (VT1) частоты вращения в зависимости от

углового расстояния (Δ-FIp1-p2) между первым сигналом (Р1) положения и вторым сигналом (Р2) положения, а также в зависимости от

соответствующего первого интервала (Δ-Tp1-p2) времени; и

формирователь (601) значений частоты вращения выполнен с возможностью установления (S#100) второго моментального значения (VT2) частоты вращения в зависимости от

углового расстояния (Δ-FIp2-p3) между первым сигналом (Р2) положения и третьим сигналом (Р3) положения, а также в зависимости от

соответствующего второго интервала (Δ-Tp2-p3) времени; при этом

формирователь (601) значений частоты вращения выполнен с возможностью установления (S#140) дополнительных моментальных значений частоты вращения вращающейся части (8) при помощи интерполяции между, по меньшей мере, первым моментальным значением (VT1) частоты вращения и вторым моментальным значением (VT2) частоты вращения.

3. Устройство (14, 920) по п.1 или 2, в котором формирователь (601) значений частоты вращения выполнен с возможностью вычисления первого моментального значения (VT1) частоты вращения как

VT1=1/(ndiff1×dt),

где VT1 - первое моментальное значение частоты вращения,

ndiff1 - количество временных слотов между первым сигналом (Р1) положения и вторым сигналом (Р2) положения; и

dt - длительность временного слота.

4. Устройство (14, 920) по любому из пп.1, 2 или 3, в котором

формирователь (601) значений частоты вращения выполнен с возможностью назначения (S#80) первого моментального значения (VT1, V(t1)) в первый серединный временной слот (t1), находящийся посередине между первым сигналом (Р1) положения и вторым сигналом (Р2) положения.

5. Устройство (14, 920) по любому из пп.1, 2, 3 или 4, в котором формирователь (601) значений частоты вращения выполнен с возможностью вычисления (S100) второго моментального значения (VT2) частоты вращения как

VT2= 1/(ndiff2 × dt),

где VT2 - второе моментальное значение частоты вращения,

ndiff2 - количество временных слотов между вторым сигналом (Р2) положения и третьим сигналом (Р3) положения и

dt - длительность временного слота.

6. Устройство (14, 920) по любому из пп.1-5, в котором формирователь (601) значений частоты вращения выполнен с возможностью назначения (S#110) второго моментального значения (VT2, V(t2)) частоты вращения во второй временной слот (t2), находящийся посередине между вторым сигналом (Р2) положения и третьим сигналом (Р3) положения.

7. Устройство (14, 920) по любому из пп.1-6, в котором формирователь (601) значений частоты вращения выполнен с возможностью установления первого значения (а12) ускорения как

а12 = (VT2-VT1)/((iVT2 - iVT1)× dt),

где iVT1 - число, указывающее временной слот, который связан с первым моментальным значением VT1 частоты вращения;

iVT2 - число, указывающее временной слот, который связан со вторым моментальным значением VT2 частоты вращения; и

dt - длительность временного слота.

8. Устройство (14, 920) по любому из пп.1-7, в котором формирователь (601) значений частоты вращения выполнен с возможностью установления (S#140) упомянутых дополнительных моментальных значений (V(t12)) частоты вращения в зависимости от упомянутого первого значения (а12) ускорения.

9. Устройство (14, 920) по любому из пп.1-8, в котором формирователь (601) значений частоты вращения выполнен с возможностью установления (S#140) упомянутых дополнительных моментальных значений (V(t12)) частоты вращения в соответствии со следующим уравнением:

V(t12) = V(t1) + a × (t12 -t1),

где t12 - момент времени после первого серединного временного слота t1 и перед вторым серединным временным слотом (t2);

V(t12) - значение частоты вращения, указывающее частоту вращения в момент t12 времени; и

V(t1) - первое моментальное значение частоты вращения.

10. Устройство (14, 920) по любому из пп.1-8, в котором формирователь (601) значений частоты вращения выполнен с возможностью установления (S#140) упомянутых дополнительных моментальных значений частоты вращения при помощи линейной интерполяции.

11. Устройство (14, 920) по любому из пп.1-8, в котором формирователь (601) значений частоты вращения выполнен с возможностью установления (S#140) упомянутых дополнительных моментальных значений частоты вращения при помощи нелинейной интерполяции.

12. Устройство (14, 920) по любому из пп.1-11, также содержащее выделитель для выполнения автокорреляции упомянутого второго цифрового сигнала (SRED2) с получением автокоррелированного цифрового сигнала (О), имеющего пониженную частоту (fSR2) дискретизации;

при этом упомянутое устройство (290Т) оценки выполнено с возможностью выполнения указанной функции (F1, F2, Fn, 290T) анализа с использованием автокоррелированного цифрового сигнала (О).

13. Устройство (14, 920) по любому из пп.1-11, также содержащее

выделитель для выполнения автокорреляции упомянутого второго цифрового сигнала (SRED2) с получением автокоррелированного цифрового сигнала (О), имеющего пониженную частоту (fSR2) дискретизации;

преобразователь (294, 94) для выполнения быстрого преобразования Фурье (294, 94) с использованием автокоррелированного цифрового сигнала (О) в качестве входного сигнала с получением автокоррелированного цифрового сигнала в частотной области,

при этом упомянутое устройство (290Т) оценки выполнено с возможностью выполнения указанной функции (F1, F2, Fn, 290F) анализа с использованием автокоррелированного цифрового сигнала (О) в частотной области.

14. Способ анализа состояния машины, имеющей вращающуюся часть, в котором

формируют сигнал (Ер) положения, указывающий угловое положение упомянутой вращающейся части;

формируют аналоговый сигнал (SEA) измерений в зависимости от механических вибраций, возникающих в результате вращения упомянутой части;

выполняют дискретизацию упомянутого аналогового сигнала (SEA) измерений для формирования цифрового сигнала (SMD) данных измерений, имеющего частоту (fS, fSR1) дискретизации, в ответ на упомянутый аналоговый сигнал (SEA) измерений;

выполняют прореживание цифрового сигнала (SMD) данных измерений для получения цифрового сигнала (SRED2), имеющего пониженную частоту (fSR2) дискретизации;

выполняют функцию (F1, F2, Fn) анализа состояния для анализа состояния машины в зависимости от упомянутого цифрового сигнала (SRED, SRED2, О), имеющего пониженную частоту (fSR1, fSR2) дискретизации; при этом упомянутое прореживание включает

запись временной последовательности дискретных значений (Se(i), S(j)) упомянутого цифрового сигнала (SMD) данных измерений и

запись временной последовательности значений (P(i)) упомянутого сигнала (Ер) положения таким образом, что имеется

первое временное соотношение (ndiff, ndiff1, ndiff2) между по меньшей мере некоторыми из записанных значений (Рi), и таким образом, что имеется

второе временное соотношение между по меньшей мере одним из записанных значений (P(i)) сигнала положения и по меньшей мере одним из записанных дискретных значений (Se(i), S(j)) цифрового сигнала данных измерений;

формируют значение, указывающее изменение (dfROT, а, a1-2, а2-3) частоты вращения упомянутой вращающейся части (8), в зависимости от упомянутого первого временного соотношения (ndiff, ndiff1, ndiff2);

формируют при помощи интерполяции значение (V(j), FROT(j)) частоты вращения, указывающего моментальную частоту вращения упомянутой вращающейся части (8) в зависимости от упомянутого значения, указывающего изменение (dfROT, а, а1-2, а2-3) частоты вращения и определенного значения времени,

таким образом, что сформированное значение (V(j), FROT(j)) частоты вращения указывает частоту вращения в момент регистрации по меньшей мере одного из упомянутых записанных дискретных значений (Se(i), S(j)) цифрового сигнала данных измерений; при этом

упомянутое прореживание выполняют в зависимости от упомянутого значения (VT1, VT2, fROT) частоты вращения.

15. Способ по п.14, в котором упомянутое определенное значение времени зависит от упомянутого второго временного соотношения.

16. Способ по п.14, в котором упомянутое определенное значение времени представляет собой упомянутое второе временное соотношение.

17. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором шаг записи временной последовательности значений (P(i)) сигнала (Ер) положения включает следующие шаги:

запись первого значения (P1(i)) упомянутого сигнала (Ер) положения и информации, указывающей время появления упомянутого первого значения (Р1(i)) сигнала положения;

запись второго значения (P2(i)) упомянутого сигнала (Ер) положения и информации, указывающей время появления упомянутого первого значения (P2(i)) сигнала положения;

при этом способ также включает следующий шаг:

установление первого значения (VT1) частоты вращения, указывающего моментальную частоту вращения упомянутой вращающейся части (8) в первый момент времени между появлением упомянутого первого значения (Р1(i)) сигнала положения и появлением упомянутого второго значения (P2(i)) сигнала положения.

18. Способ по п.17, включающий также

идентификацию выбранного записанного значения (S(j)) данных измерений и

идентификацию момента (i, j) регистрации упомянутого выбранного записанного значения (Se(i), S(j)) данных измерений;

установление значения (Δt), указывающего первый временной интервал от упомянутого первого момента времени до упомянутого момента (i, j) регистрации выбранного записанного значения (Se(i), S(j)) данных измерений;

установление второго значения (Vp30, Vp40, Vp50, Vp60, fROT) частоты вращения, указывающего моментальную частоту вращения упомянутой вращающейся части в упомянутый момент (i, j) регистрации в зависимости от упомянутого первого значения (VT1) частоты вращения, упомянутого первого интервала времени, и информации, указывающей изменение частоты вращения в течение упомянутого первого интервала времени.

19. Способ по п.18, в котором упомянутая информация, указывающая изменение частоты вращения в течение первого интервала времени, представляет собой упомянутое значение, указывающее ускорение (а, а1-2, а2-3).

20. Способ по п.18, в котором упомянутая информация, указывающая изменение частоты вращения в течение упомянутого первого интервала времени, представляет собой упомянутое значение, указывающее изменение (dfROT, a, a1-2, а2-3) частоты вращения.

21. Способ по любому из пп.14-20, в котором шаг выполнения функции (F1, F2, Fn) анализа состояния включает

выполнение автокорреляции упомянутого цифрового сигнала (SRED, SRED2), имеющего пониженную частоту (fSR1, fSR2) дискретизации, для получения автокоррелированного цифрового сигнала (О), имеющего пониженную частоту (fSR2) дискретизации; и

выполнение функции (F1, F2, Fn, 290T) с использованием автокоррелированного цифрового сигнала (О) в качестве входного сигнала для анализатора (290Т) состояния.

22. Способ по любому из пп.14-20, в котором шаг выполнения функции (F1, F2, Fn) анализа состояния включает

выполнение автокорреляции упомянутого цифрового сигнала (SRED, SRED2), имеющего пониженную частоту (fSR1, fSR2) дискретизации, для получения автокоррелированного цифрового сигнала (О), имеющего пониженную частоту (fSR2) дискретизации;

выполнение быстрого преобразования (294, 94) Фурье с использованием автокоррелированного цифрового сигнала (О) в качестве входного сигнала для устройства (294, 94) быстрого преобразования Фурье для получения автокоррелированного цифрового сигнала в частотной области и

выполнение функции (F1, F2, Fn, 290T) анализа с использованием автокоррелированного цифрового сигнала в частотной области в качестве входного сигнала для анализатора (290F) состояния.

23. Способ по любому из пп.14-22, в котором указанная интерполяция является линейной интерполяцией.

24. Способ по любому из пп.14-22, в котором указанная интерполяция является нелинейной интерполяцией.

Увеличить масштаб


наверх