分析具有旋轉部件的機器的狀態的方法和系統與流程

2023-11-30 14:06:36

分析具有旋轉部件的機器的狀態的方法和系統本申請是名稱為「分析具有旋轉部件的機器的狀態的方法和系統」、申請號為200980156086.4、申請日為2009年12月22日的發明申請的分案申請。技術領域本發明涉及機器狀態的分析方法，並涉及機器狀態的分析裝置。本發明也涉及包括這樣的裝置的系統並涉及操作這樣的裝置的方法。本發明也涉及使計算機執行分析功能的電腦程式。

背景技術：
具有運動部件的機器容易隨著時間流逝而受到磨損，這往往使機器的狀態退化。這樣的具有可運動部件的機器實例為電機、泵、發電機、壓縮機、車床和計算機數控機器。可運動部件可以包括軸和軸承。為了防止機器故障，這樣的機器應當取決於機器的狀態受到維護。所以優選情況下時常評估這樣的機器的運行狀態。通過測量從軸承發出的振動或者通過測量機器外殼上的溫度，能夠確定運行狀態，機器的溫度取決於軸承的運行狀態。對具有旋轉或其他運動部件的機器進行這樣的狀態檢查對於安全非常重要，對於這樣的機器的壽命長度也非常重要。手工地在機器上進行這樣的測量已經公知。普通的做法是由操作員在測量儀器的幫助下在一臺或幾臺機器上的測量點進行測量。許多商用儀器已經面世，它們取決於以下事實：滾珠軸承中的缺陷產生短脈衝，通常稱為衝擊脈衝。衝擊脈衝測量裝置可以產生指示軸承或機器狀態的信息。WO03062766公開的機器具有測量點以及具有一定軸直徑的軸，其中機器使用時軸能夠旋轉。WO03062766也公開了具有旋轉軸的機器的狀態分析裝置。所公開的裝置具有傳感器，用於產生指示測量點振動的測量值。WO03062766中公開的裝置具有數據處理器和存儲器。該存儲器可以存儲程序代碼，當程序代碼在數據處理器上運行時，將使分析裝置執行機器狀態監視功能。這樣的機器狀態監視功能可以包括衝擊脈衝測量。US6,053,047公開了用作振動傳感器的加速度計，它採集被傳遞到A/D轉換器的模擬振動數據，A/D轉換器向處理器90提供數字振動數據。根據US6,053,047，處理器執行數字振動數據的數字帶通濾波、濾波後信號的整流以及整流後信號的低通濾波以產生低頻信號。該低頻信號通過電容器以產生解調信號。對解調信號116進行FFT以產生振動譜。US6,053,047也教導了計算從加速度計到電機中各種振動源的每條物理路徑的諧振頻率，並且US6,053,047教導了先執行這個校準步驟再讓電機出廠。根據US6,053,047，作為替代，從各種振動源到加速度計的每條物理路徑的這樣的校準必須使用校準錘進行。

技術實現要素：
本發明的一方面涉及分析具有以某轉速旋轉的部件的機器狀態的裝置，包括：第一傳感器，適於產生取決於從所述部件的旋轉發出的機械振動的模擬電測量信號（SEA）；模擬-數字轉換器（44），響應所述接收的模擬測量數據，以採樣頻率（fS）對所述模擬測量信號進行採樣，以便產生數字測量數據信號（SMD）；所述數字測量數據信號（SMD）具有第一信噪比值；第一降採樣器，執行所述數字測量數據信號（SMD、SENV）的降採樣，以實現具有第一降低採樣頻率（fSR1）的第一數位訊號（SMD、SENV）；第二降採樣器（470、470A、470B），所述第二降採樣器（470、470A、470B）具有第一輸入，用於接收所述第一數位訊號（SMD、SENV）；以及第二輸入，用於接收指示與所述部件相關聯的可變轉速（fROT）的信號；第三輸入，用於接收指示輸出採樣率設置信號的信號；所述第二降採樣器（470、470A、470B）適於響應以下諸項產生具有第二降低採樣頻率（fSR2）的第二數位訊號（SRED2）：所述第一數位訊號（SMD、SENV），指示相關轉速（fROT）的所述信號，以及指示使得所述旋轉部件每轉的樣點值數目保持為基本上不變的值的輸出採樣率設置信號的所述信號；以及增強器，具有接收所述第二數位訊號（SRED2）的輸入；所述增強器適於接收第一多個（ILENGTH）樣點值，其中，所述第二數位訊號（SRED2）表示某持續時間從所述部件的旋轉發出的機械振動；所述增強器適於執行相關，以便產生輸出信號序列（O），其中，重複信號振幅分量關於隨機信號分量被放大；鑑別器（230），用於執行狀態分析功能（F1、F2、Fn）以分析取決於所述第二數位訊號（SRED2）的機器的狀態。根據所述裝置的實施例，所述第一降採樣器適於以整數因子（M）降低所述採樣率。本發明的另一方面B1涉及電腦程式，使計算機分析具有緩慢旋轉部件的機器的狀態，所述電腦程式包括：計算機可讀代碼裝置，在計算機上運行時，使所述計算機產生取決於從所述軸的旋轉發出的機械振動的模擬電測量信號（SEA）；計算機可讀代碼裝置，在計算機上運行時，使所述計算機響應所述接收的模擬測量數據，以採樣頻率（fS）對所述模擬測量信號進行採樣，以便產生數字測量數據信號（SMD）；計算機可讀代碼裝置，在計算機上運行時，使所述計算機執行所述數字測量數據信號（SMD）的降採樣，以實現具有降低採樣頻率（fSR1、fSR2）的數位訊號（SRED）；計算機可讀代碼裝置，在計算機上運行時，使所述計算機控制所述降低採樣頻率（fSR1、fSR2），使得所述軸（8）每轉的樣點值數目保持為基本上不變的值；以及計算機可讀代碼裝置，在計算機上運行時，使所述計算機執行狀態分析功能（F1、F2、Fn）以分析取決於具有降低採樣頻率（fSR1、fSR2）的所述數位訊號（SRED）的機器的狀態。一種電腦程式產品，包括計算機可讀介質；以及根據權利要求方面B1的電腦程式，所述電腦程式記錄在所述計算機可讀介質上。本發明也涉及狀態監視系統，包括與行星齒輪系統（700）相關聯的衝擊脈衝測量傳感器，用於產生模擬信號；A/D轉換器，被連接以接收所述模擬信號；多個信號處理功能（94、240、250、310、470、320）。本發明也涉及操作有限脈衝響應濾波器的方法，所述濾波器具有接收取決於從軸的旋轉發出的機械振動的數字測量數據信號（SMD）的檢測到輸入數據值(S(j))的輸入（480），所述數字測量數據信號（SMD）具有採樣頻率（fSR1）；以及接收指示被監視旋轉部件在與所述輸入數據值(S(j))的所述檢測相關聯的時間的轉速的信號的輸入；以及存儲器（604），適於接收和存儲所述數據值(S(j))和指示對應轉速（fROT）的信息；以及數值發生器（606），適於產生分數值（D）；以及具有各個濾波器值的多個FIR濾波器階；所述方法包括對濾波器值進行插值的步驟。附圖說明為了使理解本發明變得簡單，將利用實例並參考附圖進行說明，其中：圖1顯示了根據本發明實施例的狀態分析系統2實施例的示意框圖；圖2A是圖1所示狀態分析系統2的一部分的實施例的示意框圖；圖2B是傳感器接口實施例的示意框圖；圖2C是來自振動傳感器的測量信號的展示；圖2D展示了衝擊脈衝傳感器產生的測量信號振幅；圖2E展示了振動傳感器產生的測量信號振幅；圖3是根據本發明實施例的衝擊脈衝測量傳感器的簡化展示；圖4是存儲器60及其內容的實施例的簡化展示；圖5是在具有可運動軸的機器6的客戶位置的分析裝置實施例的示意框圖；圖6展示了根據本發明實施例的預處理器實施例的示意框圖；圖7展示了鑑別器230的實施例；圖8展示了鑑別器230的另一個實施例；圖9展示了預處理器200的另一個實施例；圖10A是流程圖，展示了增強信號中重複信號模式方法的實施例；圖10B是流程圖，展示了產生數字輸出信號的方法；圖11是具有多個存儲器位置的第一存儲器的示意展示；圖12是具有多個存儲器位置的第二存儲器的示意展示；圖13是包括兩個重複信號特徵的實例輸出信號SMDP的示意展示；圖14A展示了傳遞給降採樣器310的輸入的信號中的許多樣點值；圖14B展示了對應時間周期的輸出樣點值；圖15A展示了根據本發明實施例的降採樣器；圖15B展示了本發明的另一個實施例；圖16展示的本發明的實施例包括如以上介紹的降採樣器和增強器，以及分數降採樣器；圖17展示了分數降採樣器的實施例；圖18展示了分數降採樣器的另一個實施例；圖19展示了降採樣器和分數降採樣器的另一個實施例；圖20是降採樣器和分數降採樣器又一個實施例的框圖；圖21是流程圖，展示了運行圖20中降採樣器和分數降採樣器方法的實施例；圖22A、22B和22C介紹了能夠以電腦程式實施的方法；圖23是展示行星齒輪系統的正視圖；圖24是圖23中行星齒輪系統700的示意側視圖，從圖23中箭頭SW的方向所見；圖25展示了響應由至少一個傳感器10依據行星齒輪系統的旋轉所檢測的信號，由預處理器200產生並由其輸出的示範信號的模擬版本（見圖5或圖16）；圖26展示了圖25所示信號的高振幅區域702A的一部分的實例；圖27展示了包括圖26所示小周期擾動903的信號的示範頻譜；圖28展示了圖25所示的示範信號的一部分的實例；圖29展示了根據本發明實施例的狀態分析系統的又一個實施例；圖30是框圖，展示了連同用戶界面和顯示器一起的圖29的信號處理組合體的部件。具體實施方式在以下說明中不同實施例中的相似特徵可以由相同的附圖標記指示。圖1顯示了根據本發明實施例的狀態分析系統2實施例的示意框圖。附圖標記4涉及具有可運動部件8的機器6的客戶機位置。可運動部件可以包括軸承7和軸8，當機器在運行狀態時，軸8旋轉。當軸旋轉時，響應從軸和/或軸承發出的振動，能夠確定軸8和軸承7的運行狀態。客戶機位置4，也可以指客戶機部件或用戶部件，可以是例如風力發電廠的房屋及地基，即在某位置處的一組風力渦輪，或者某造紙廠的房屋及地基，或者具有可運動部件機器的某個其他製造廠。當傳感器10被連接到機器6的機體上或在其上測量點12處時，狀態分析系統2的實施例在運行。儘管圖1僅僅展示了兩個測量點12，但是應當理解位置4可以包括任何數目的測量點12。圖1所示的狀態分析系統2包括分析裝置14，根據傳感器10傳遞的測量值分析機器的狀態。分析裝置14具有通信埠16，用於雙向數據交換。通信埠16可連接到通信網絡18，如經由數據接口19。通信網絡18可以是環球網，也稱為網際網路。通信網絡18還可以包括公共交換電話網。伺服器計算機20被連接到通信網絡18。伺服器20可以包括資料庫22、用戶輸入/輸出接口24和數據處理硬體26，以及通信埠29。伺服器計算機20位於位置28，在地理上與客戶機位置4分離。伺服器位置28可以在第一座城市，比如瑞典的首都斯德哥爾摩，而客戶機的位置可以在另一座城市，比如德國的斯圖加特或美國密西根州的底特律。作為替代，伺服器位置28可以在某城鎮的第一部分，而客戶機位置可以在同一城鎮的另一部分。伺服器位置28還可以稱為供應商部件28或供應商部件位置28。根據本發明的實施例，中央控制位置31包括控制計算機33，具有數據處理硬體和軟體，用於測量在客戶機位置4的多臺機器。機器6可以是風力渦輪或風力渦輪中使用的齒輪箱。作為替代，這些機器可以包括如造紙廠中的機械。控制計算機33可以包括資料庫22B、用戶輸入/輸出接口24B和數據處理硬體26B，以及通信埠29B。中央控制位置31可以與客戶機位置4分開一段地理距離。利用通信埠29B控制計算機33能夠被連接，以經由埠16與分析裝置14進行通信。分析裝置14可以傳遞正被部分處理的測量數據，以便允許在中央位置31由控制計算機33進一步執行信號處理和/或分析。供應商公司佔據著供應商部件位置28。供應商公司可以出售和遞送分析裝置14和/或分析裝置14所用的軟體。供應商公司還可以出售和遞送中央控制位置31處的控制計算機所用的分析軟體。以下連同圖4討論了這樣的分析軟體94、105。這樣的分析軟體94、105可以通過在所述通信網絡18上的傳輸而遞送。根據系統2的一個實施例，裝置14是可攜式裝置，可以時時連接到通信網絡18。根據系統2的另一個實施例，裝置14基本上被連續地連接到通信網絡18。因此，根據這個實施例的裝置14可以基本上一直「在線」可用於與供應商計算機20和/或與在控制位置31處的控制計算機33進行通信。圖2A是圖1所示的狀態分析系統2的一部分的實施例的示意框圖。圖2A中展示的狀態分析系統包括用於產生測量值的傳感器單元10。所述測量值可以取決於運動，或者更確切地說，取決於軸旋轉時由軸承引起的振動或衝擊脈衝。當設備30被穩固地安裝在機器6上或其上的測量點處時，狀態分析系統2的實施例在運行。安裝在測量點處的設備30可以指雙頭螺栓30。雙頭螺栓30可以包括連接耦接32，傳感器單元10與其可拆卸地連接。連接耦接32可以例如包括雙頭螺紋，使得傳感器單元能夠利用1/4轉的旋轉與雙頭螺栓機械地嚙合。測量點12可以包括機器外殼上帶螺紋的凹處。雙頭螺栓30可以具有帶有螺紋的突出部分，對應於這些凹處，使得雙頭螺栓能夠像螺栓一樣通過納入到凹處中而牢固地連接到測量點。作為替代，測量點可以包括機器外殼上帶螺紋的凹處，而傳感器單元10可以包括對應的螺紋，使得它能夠被直接地納入到所述凹處中。作為替代，僅僅以彩色標記在機器外殼上標註了測量點。圖2A例示的機器6可以具有旋轉軸，具有一定的軸直徑d1。機器6在使用時，機器中的軸24可以以轉速V1旋轉。傳感器單元10可以連接到分析機器狀態的裝置14。參考圖2A，分析裝置14包括傳感器接口40，用於接收由傳感器10產生的測量信號即測量數據。傳感器接口40被連接到數據處理裝置50，它能夠按照程序代碼控制分析裝置14的運行。數據處理裝置50也被連接到存儲所述程序代碼的存儲器60。根據本發明的實施例，傳感器接口40包括接收模擬信號的輸入42，輸入42被連接到模-數（A/D）轉換器44，其數字輸出48被連接到數據處理裝置50。A/D轉換器44以一定的採樣頻率fS對所接收的模擬信號進行採樣，以便遞送具有一定的採樣頻率fS的數字測量數據信號SMD，並且其中每個樣點的振幅都取決於在採樣時刻所接收的模擬信號的振幅。根據展示在圖2B中本發明的另一個實施例，傳感器接口40包括從衝擊脈衝測量傳感器接收模擬信號SEA的輸入42、被連接以接收模擬信號的調節電路43以及被連接以從調節電路43接收調節後模擬信號的A/D轉換器44。A/D轉換器44以一定的採樣頻率fS對所接收的調節後模擬信號進行採樣，以便遞送具有一定的採樣頻率fS的數字測量數據信號SMD，並且其中每個樣點的振幅都取決於在採樣時刻所接收的模擬信號的振幅。採樣定理保證了有限帶寬的信號（即具有最高頻率的信號）根據其採樣後的形式能夠完美地被重建，如果採樣率fS大於被監視的模擬信號SEA的最大頻率fSEAmax的兩倍的話。等於採樣率一半的頻率因此是對能夠被採樣後的信號SMD明確地表示的最高頻率的理論限制。這個頻率（採樣率的一半）稱為採樣系統的尼奎斯特頻率。在採樣後的信號中能夠觀察到尼奎斯特頻率fN之上的頻率，但是它們的頻率是不明確的。也就是說，具有頻率f的頻率分量無法與具有其中B為非零整數的頻率B*fN+f和B*fN-f的其他分量區分。這種歧義性稱為假頻，應對方法可以是先用反假頻濾波器（通常是具有接近尼奎斯特頻率的截止點的低通濾波器）過濾該信號，再轉換到採樣後離散表達。考慮到允許非理想濾波器在頻率響應中具有一定的斜率，為了提供安全餘量，採樣頻率可以選擇高於2的值。因此，根據本發明的實施例，可以將採樣頻率設置為：fS=k*fSEAmax其中，k是具有大於2.0的值的因子。所以可以選擇因子k為大於2.0的值。優選情況下，可以選擇因子k為2.0與2.9之間的值，以便提供好的安全餘量同時避免產生不必要的許多採樣值。根據實施例，作為有益的情況，選擇的因子k使得100*k/2呈現為整數。根據實施例，因子k可以被設置為2.56。選擇k為2.56致使100*k=256=2的8次方。根據實施例，數字測量數據信號SMD的採樣頻率fS可以固定到一定的值fS，比如fS=102.4kHz。因此，當採樣頻率fS被固定到一定的值fS時，模擬信號SEA的最高頻率fSEAmax將為：fSEAmax=fS/k其中fSEAmax是採樣後信號中要被分析的最高頻率。因此，當採樣頻率fS被固定到一定的值fS=102400Hz，而因子k被設置為2.56時，模擬信號SEA的最大頻率fSEAmax將為：fSEAmax=fS/k=102400/2.56=40kHz所以，響應所述接收的模擬測量信號SEA而產生具有一定的採樣頻率fS的數字測量數據信號SMD。A/D轉換器44的數字輸出48經由傳感器接口40的輸出49被連接到數據處理裝置50，以便能夠向數據處理裝置50傳遞數字測量數據信號SMD。傳感器單元10可以包括振動轉換器，傳感器單元被構造為在物理上嚙合測量點的連接耦接，使得在測量點的機器振動能夠被傳輸到振動轉換器。根據本發明的實施例，傳感器單元包括具有壓電元件的轉換器。當測量點12振動時，傳感器單元10或者至少其一部分也振動，然後轉換器產生電信號，其頻率和振幅分別取決於測量點12的機械振動頻率和振動振幅。根據本發明的實施例，傳感器單元10是振動傳感器，提供如頻率範圍為1.00Hz至10000Hz的10mV/g的模擬振幅信號。這樣的振動傳感器被設計為基本上是為了傳遞10mV的相同振幅，而不考慮它是在1Hz、3Hz還是在10Hz被施加1g（9.82m/s2）的加速度。因此典型的振動傳感器在高達約10kHz的指定頻率範圍內具有線性響應。從旋轉機器部件中發出的在這個頻率範圍內的機械振動往往由不平衡或未對準導致。不過，當安裝在機器上時，典型情況下，線性響應振動傳感器也具有幾個不同的機械諧振頻率，取決於傳感器與振動源之間的物理路徑。滾柱軸承的故障導致相對尖銳的彈性波，稱為衝擊脈衝，在到達傳感器之前沿著機器外殼的物理路徑傳播。這樣的衝擊脈衝往往具有很寬的頻譜。典型情況下，滾柱軸承衝擊脈衝的振幅低於由不平衡或未對準所導致振動的振幅。寬頻譜的衝擊脈衝特徵使得它們能夠激活」鳴震響應」或與傳感器相關聯的諧振頻率的諧振。因此，來自振動傳感器的典型測量信號可能具有圖2C所示的波形，即在主要低頻信號上疊加了更高頻率更低振幅諧振的「鳴震響應」。為了能夠分析往往從軸承的故障中發出的衝擊脈衝特徵，必須濾除低頻分量。這能夠利用高通濾波器或利用帶通濾波器實現。不過，必須調整這些濾波器以便在高頻信號部分通過的同時，阻塞低頻信號部分。典型情況下，單個的振動傳感器將具有與從一個衝擊脈衝信號源的物理路徑相關聯的一個諧振頻率，以及與從另一個衝擊脈衝信號源的物理路徑相關聯的不同的諧振頻率，正如在US6,053,047中提及。因此，當使用振動傳感器時，旨在使高頻信號部分通過的濾波器調整需要個別調整。當正確地調整了這樣的濾波器時，結果信號將由衝擊脈衝特徵組成。不過，分析從振動傳感器發出的衝擊脈衝特徵稍微受以下事實傷害：振幅響應以及諧振頻率固有地取決於衝擊脈衝信號的個別物理路徑而改變。作為有益的情況，與振動傳感器相關聯的這些缺點可以利用衝擊脈衝測量傳感器減輕。衝擊脈衝測量傳感器被設計為並適應提供預定的機械諧振頻率，以下將進一步詳細介紹。作為有益的情況，衝擊脈衝測量傳感器的這種特徵呈現了可重複的測量結果，因為衝擊脈衝測量傳感器的輸出信號具有穩定的諧振頻率，基本上不取決於衝擊脈衝信號源與衝擊脈衝傳感器之間的物理路徑。不僅如此，相互不同的各個衝擊脈衝傳感器提供的諧振頻率偏差如果有也非常小。這個的有益效果是簡化了信號處理，因為濾波器不再需要個別調整，與以上介紹的使用振動傳感器時的情況大不相同。不僅如此，衝擊脈衝傳感器的振幅響應定義明確，使得按照由S.P.M.InstrumentAB所定義的適宜測量方法進行測量時，單個測量就提供了可靠的信息。圖2D展示了衝擊脈衝傳感器產生的測量信號的振幅，而圖2E展示了振動傳感器產生的測量信號的振幅。兩個傳感器都被施加了相同系列的機械衝擊而沒有典型的低頻信號內容。正如從圖2D和圖2E清楚可見，來自衝擊脈衝測量傳感器的衝擊脈衝特徵的諧振響應持續時間，要短於對應的來自振動傳感器衝擊脈衝特徵的諧振響應。衝擊脈衝測量傳感器提供獨特的衝擊脈衝特徵響應的這種特性，具有的有益效果是從它提供的測量信號有可能區分在短時間跨度內發生的不同機械衝擊脈衝之間的差別。根據本發明的實施例，所述傳感器是衝擊脈衝測量傳感器。圖3是根據本發明實施例的衝擊脈衝測量傳感器10的簡化展示。根據這個實施例，傳感器包括具有一定質量或重量的部件110和壓電元件120。壓電元件120有些彈性，所以被施加外力時它能夠伸縮。壓電元件120在對立表面上分別配備了導電層130和140。當壓電元件120伸縮時它產生電信號，由導電層130和140拾取。所以，機械振動被轉換為模擬測量電信號SEA，它被傳遞到輸出端子145、150。壓電元件120可以位於配重110與表面160之間，在運行期間，它被物理地連接到測量點12，如圖3展示。衝擊脈衝測量傳感器10具有的諧振頻率取決於傳感器機械特徵，比如配重部件110的質量m和壓電元件120的彈性。因此，壓電元件具有彈性和彈簧常數k。傳感器的機械諧振頻率fRM所以也取決於質量m和彈簧常數k。根據本發明的實施例，傳感器的機械諧振頻率fRM能夠由下面的等式確定：(等式1)根據另一個實施例，衝擊脈衝測量傳感器10的實際機械諧振頻率也可以取決於其他因素，比如傳感器10與機器6機體連接的性質。因而諧振衝擊脈衝測量傳感器10對於以機械諧振頻率fRM或其附近的頻率的振動特別靈敏。衝擊脈衝測量傳感器10可以被設計為使得機械諧振頻率fRM在28kHz到37kHz的範圍內某處。根據另一個實施例，機械諧振頻率fRM在30kHz到35kHz的範圍內某處。所以模擬測量電信號具有的電振幅可以在頻譜上變化。為了說明理論背景的目的，可以假設要是對衝擊脈衝測量傳感器10施加從如1Hz到如200000kHz的所有頻率振幅一致的機械振動，那麼來自衝擊脈衝測量傳感器的模擬信號SEA的振幅在機械諧振頻率fRM處將具有最大值，因為傳感器以該頻率「推動」時將會諧振。參考圖2B，調節電路43接收模擬信號SEA。調節電路43可以被設計為阻抗適應電路，被設計為適應A/D轉換器的從傳感器端子145、150所見的輸入阻抗，以便出現最佳的信號傳輸。因此，調節電路43可以運行以適應從傳感器端子145、150所見的輸入阻抗Zin，以便將最大的電功率傳遞給A/D轉換器44。根據調節電路43的實施例，模擬信號SEA被供給了變壓器的初級線圈，而調節後模擬信號由變壓器的次級線圈傳遞。初級線圈有n1匝而次級線圈有n2匝，比值n1/n2=n12。因此，A/D轉換器44被連接以從調節電路43接收調節後的模擬信號。A/D轉換器44具有輸入阻抗Z44，而在調節電路43被連接在傳感器端子145、150與A/D轉換器44的輸入端子之間時，從傳感器端子145、150所見的A/D轉換器的輸入阻抗將是（n1/n2）2*Z44。A/D轉換器44以一定的採樣頻率fS對所接收的調節後模擬信號進行採樣，以便傳遞具有一定的採樣頻率fS的數字測量數據信號SMD，並且其中每個樣點的振幅都取決於在採樣時刻所接收的模擬信號的振幅。根據本發明的實施例，數字測量數據信號SMD被傳遞到裝置180進行數位訊號處理（見圖5）。根據本發明的實施例，用於數位訊號處理的裝置180包括數據處理器50和使數據處理器50執行數位訊號處理的程序代碼。根據本發明的實施例，處理器50由數位訊號處理器實施。數位訊號處理器也被稱為DSP。參考圖2A，數據處理裝置50被連接到存儲所述程序代碼的存儲器60。優選情況下，程序存儲器60是非易失性存儲器。存儲器60可以是讀/寫存儲器，即從存儲器中讀取數據和把新數據寫到存儲器60上都能夠進行。根據實施例，程序存儲器60由FLASH存儲器實施。程序存儲器60可以包括第一存儲器段70，用於存儲可執行的第一組程序代碼80，以便控制分析裝置14執行基本的操作（圖2A和圖4）。程序存儲器還可以包括第二存儲器段90，用於存儲第二組程序代碼94。在第二存儲器段90中的第二組程序代碼94可以包括使分析裝置處理所檢測的信號或若干信號，以便產生預處理的信號或一組預處理的信號的程序代碼。存儲器60還可以包括第三存儲器段100，用於存儲第三組程序代碼104。在第三存儲器段100中的程序代碼組104可以包括使分析裝置執行所選定分析功能105的程序代碼。當執行分析功能時，它可以使分析裝置在用戶界面106上呈現對應的分析結果，或者在埠16上傳遞該分析結果（見圖1和圖2A以及圖7和圖8）。數據處理裝置50還連接到進行數據存儲的讀/寫存儲器52。不僅如此，數據處理裝置50還可以連接到分析裝置通信接口54。分析裝置通信接口54提供與測量點通信接口56的雙向通信，接口56可連接在機器的測量點上，或者在其附近。測量點12可以包括連接耦接32、可讀和可寫信息載體58以及測量點通信接口56。可寫信息載體58和測量點通信接口56可以在雙頭螺栓30附近放置的單獨設備59中提供，正如圖2展示。作為替代，可寫信息載體58和測量點通信接口56可以在雙頭螺栓30內提供。這在WO98/01831中進行了更詳細的介紹，其內容在此引用作為參考。系統2被安排為允許測量點通信接口56與分析裝置通信接口54之間的雙向通信。優選情況下，測量點通信接口56和分析裝置通信接口54被構造為允許無線通信。根據實施例，測量點通信接口和分析裝置通信接口被構造為彼此通過射頻（RF）信號進行通信。這個實施例包括在測量點通信接口56中的天線，以及分析裝置通信接口54中的另一條天線。圖4是存儲器60及其內容的實施例的簡化展示。該簡化展示意在傳達對存儲器60中存儲不同程序函數的總體思路的理解，而這不一定是對在真實存儲器電路中存儲程序的方式的正確的技術教導。第一存儲器段70存儲的程序代碼用於控制分析裝置14以執行基本的操作。儘管圖4的簡化展示顯示了偽代碼，但是應當理解，程序代碼80可以由機器代碼構建，或者由數據處理裝置50能夠執行或解釋的任何級別的程序代碼構建（圖2A）。圖4展示的第二存儲器段90存儲著第二組程序代碼94。在段90中的程序代碼94，當運行在數據處理裝置50上時，將使分析裝置14執行某功能，比如數位訊號處理功能。所述功能可以包括對數字測量數據信號SMD的高級數學處理。根據本發明的實施例，程序代碼94適於使處理器裝置50執行連同在本文檔中圖5、圖6、圖9和/或圖16所介紹的信號處理功能。正如以上連同圖1所提及，控制分析裝置功能的電腦程式可以從伺服器計算機20中下載。這意味著要被下載的程序在通信網絡18上被傳輸。通過在通信網絡18上調製載波以攜帶該程序就能夠實現這一點。所以下載後的程序可以被加載到數字存儲器中，比如存儲器60（見圖2A和圖4）。因此，信號處理程序94和/或分析功能程序104、105可以經由通信埠接收，比如埠16（圖1和圖2A），以便將其加載到存儲器60中。同樣，信號處理程序94和/或分析功能程序104、105也可以經由通信埠29B（圖1）接收，以便將其加載到計算機26B的程序存儲器位置或資料庫22B中。本發明的一方面涉及電腦程式產品，比如可加載到某裝置的數字存儲器中的程序代碼裝置94和/或程序代碼裝置104、105。電腦程式產品包括軟體代碼部分，當所述產品運行在分析機器狀態的裝置的數據處理單元50上時，用於執行信號處理方法和/或分析功能。術語「運行在數據處理單元上」意味著電腦程式加上數據處理單元執行本文檔中介紹種類的方法。措詞「電腦程式產品，可加載到狀態分析裝置的數字存儲器中」意味著電腦程式能夠被引入到狀態分析裝置的數字存儲器中，以便實現編程為能夠或適於執行以上介紹種類的方法的狀態分析裝置。術語「加載到狀態分析裝置的數字存儲器中」意味著以這種方式編程的狀態分析裝置能夠或適於執行以上介紹種類的方法。上述電腦程式產品也可以加載到計算機可讀介質上，比如光碟或DVD。這樣的計算機可讀介質可以用於向客戶機傳遞所述程序。根據分析裝置14（圖2A）的實施例，它包括用戶輸入接口102，操作員由此可以與分析裝置14互動。根據實施例，用戶輸入接口102包括一組按鈕104。分析裝置14的實施例包括用戶輸出界面106。用戶輸出界面可以包括顯示器單元106。當數據處理裝置50運行基本程序代碼80中提供的基本程序功能時，它利用用戶輸入接口102和顯示器單元106提供用戶交互。按鈕組104可限於幾個按鈕，比如五個按鈕，如圖2A展示。中央按鈕107可以用作ENTER或SELECT功能，而可以使用其他更多的外圍按鈕可以用於移動顯示器106上的光標。應當理解，以這種方式，經由用戶接口可以把符號和文本輸入到裝置14中。例如，顯示器單元106可以顯示許多符號，比如字母表中的字母，同時光標在顯示器上可移動以響應用戶輸入，所以允許用戶輸入信息。圖5是分析裝置14的實施例的示意框圖，處在具有可運動軸8的機器6所在的客戶機位置4。傳感器10可以是衝擊脈衝測量傳感器，被顯示為連接到機器6的機體，以便拾取機械振動和向傳感器接口40傳遞表明所檢測到的機械振動的模擬測量信號SEA。傳感器接口40可以被設計為如連同圖2A或圖2B的介紹。傳感器接口40向用於數位訊號處理的裝置180傳遞數字測量數據信號SMD。數字測量數據信號SMD具有採樣頻率fS，而每個樣點的振幅值都取決於採樣時刻所接收的模擬測量信號SEA的振幅。根據實施例，數字測量數據信號SMD的採樣頻率fS可以被固定到一定的值fS，比如fS=102kHz。採樣頻率fS可以由時鐘190所傳遞的時鐘信號控制，如圖5展示。時鐘信號也可以傳遞給用於數位訊號處理的裝置180。用於數位訊號處理的裝置180能夠響應所接收的數字測量數據信號SMD、時鐘信號以及採樣頻率fS與時鐘信號之間關係，產生有關所接收的數字測量數據信號SMD的短暫持續時間的信息，因為兩個連續樣點值之間的持續時間等於TS=1/fS。根據本發明的實施例，用於數位訊號處理的裝置180包括預處理器200，用於執行數字測量數據信號SMD的預處理，以便將預處理後的數位訊號SMDP傳遞到輸出210上。輸出210被連接到鑑別器230的輸入220。鑑別器230適於鑑別預處理後的數位訊號SMDP，以便將鑑別結果傳遞給用戶界面106。作為替代，鑑別結果也可以傳遞給通信埠16，以便使結果能夠傳輸到比如在控制場所的控制計算機33（見圖1）。根據本發明的實施例，連同用於數位訊號處理的裝置180中功能框所介紹的功能，預處理器200和鑑別器230可以由電腦程式代碼94和/或104實施，正如以上連同圖4結合存儲器塊90和100的介紹。用戶可以僅僅需要幾項基本的監視功能，檢測某機器的狀態是正常還是異常。檢測出異常狀態後，用戶可以要求專門的職業維護人員確定該問題的精確性質，並且執行必要的維修工作。職業維護人員經常需要和使用寬範圍的鑑別功能，使得有可能確定異常機器狀態的性質和/或原因。因此，分析裝置14的不同用戶對裝置的功能可以提出非常不同的要求。在本文檔中術語狀態監視功能是用於檢測某機器的狀態是正常還是有點退化還是異常的功能。術語狀態監視功能還包括鑑別功能，使得有可能確定異常機器狀態的性質和/或原因。機器狀態監視功能的實例狀態監視功能F1、F2…Fn包括若干功能，比如：振動分析、溫度分析、衝擊脈衝測量、衝擊脈衝測量數據的頻譜分析、振動測量數據的快速傅氏變換、狀態數據在用戶界面上的圖形表示、在所述機器上的可寫信息載體中存儲狀態數據、在所述裝置中的可寫信息載體中存儲狀態數據、轉速測量、不平衡檢測以及未對準檢測。根據實施例，裝置14包括以下功能：F1=振動分析；F2=溫度分析，F3=衝擊脈衝測量，F4=衝擊脈衝測量數據的頻譜分析，F5=振動測量數據的快速傅氏變換，F6=狀態數據在用戶界面上的圖形表示，F7=在所述機器上的可寫信息載體中存儲狀態數據，F8=在所述裝置中的可寫信息載體52中存儲狀態數據，F9=轉速測量，F10=不平衡檢測，以及F11=未對準檢測。F12=從所述機器上的可寫信息載體58中檢索狀態數據。F13=執行振動分析功能F1和執行功能F12「從所述機器上的可寫信息載體58中檢索狀態數據」，以便能夠根據當前振動測量數據和歷史振動測量數據進行對比或趨勢判斷。F14=執行溫度分析F2；並且執行功能「從所述機器上的可寫信息載體58中檢索狀態數據」，以便能夠根據當前溫度測量數據和歷史溫度測量數據進行對比或趨勢判斷。F15=從所述機器上的可寫信息載體58中檢索標識數據。功能F7「在所述機器上的可寫信息載體中存儲狀態數據」，以及F13振動分析和狀態數據檢索的實施例在WO98/01831中進行了更詳細地介紹，其內容在此引用作為參考。圖6展示了根據本發明實施例的預處理器200實施例的示意框圖。在這個實施例中，數字測量數據信號SMD被連接到數字帶通濾波器240，它具有較低截止頻率fLC、較高截止頻率fUC以及較高和較低截止頻率之間的通頻帶帶寬。數字帶通濾波器240的輸出被連接到數字包絡器250。根據本發明的實施例，包絡器250的信號輸出被傳遞到輸出260。預處理器200的輸出260被連接到數位訊號處理組合體180的輸出210以向鑑別器230的輸入220傳遞。可以選擇數字帶通濾波器240的較高和較低截止頻率，使得在傳感器諧振頻率fRM處的信號SMD的頻率分量在通頻帶帶寬中。如上所述，由在諧振頻率fRM處機械諧振的傳感器實現機械振動的放大。所以，模擬測量信號SEA反映了在諧振頻率fRM處及其周圍振動的放大值。因此，作為有益的情況，根據圖6實施例的帶通濾波器抑制了在諧振頻率fRM之下和之上頻率的信號，以便進一步增強測量信號在諧振頻率fRM處的分量。不僅如此，作為有益的情況，數字帶通濾波器240進一步降低了測量信號中固有地包括的噪聲，因為在較低截止頻率fLC以下和較高截止頻率fUC以上的任何噪聲分量也被除去或減弱。因此，使用具有在最低諧振頻率值fRML到最高諧振頻率值fRMU範圍內的機械諧振頻率fRM的諧振衝擊脈衝測量傳感器10時，數字帶通濾波器240可以被設計為使較低截止頻率fLC=fRML，和較高截止頻率fUC=fRMU。根據某實施例，較低截止頻率fLC=fRML=28kHz，和較高截止頻率fUC=fRMU=37kHz。根據另一個實施例，機械諧振頻率fRM在從30kHz到35kHz範圍內某處，然後數字帶通濾波器240可以被設計為具有較低截止頻率fLC=30kHz，和較高截止頻率fUC=35kHz。根據另一個實施例，數字帶通濾波器240可以被設計為使較低截止頻率fLC低於最低的諧振頻率值fRML，和較高截止頻率fUC高於最高的諧振頻率fRMU。例如，機械諧振頻率fRM可以是從30kHz到35kHz範圍內的頻率，然後數字帶通濾波器240可以被設計為使較低截止頻率fLC=17kHz，和較高截止頻率fUC=36kHz。所以，數字帶通濾波器240傳遞的通頻帶數字測量數據信號SF具有有益的低噪聲內容並反映了通頻帶內的機械振動。通頻帶數字測量數據信號SF被傳遞到包絡器250。所以，數字包絡器250收到了通頻帶數字測量數據信號SF，它可以反映具有正的以及負的振幅的信號。參考圖6，所接收的信號被數字整流器270整流，並且整流後的信號可以被可選的低通濾波器280濾波以產生數字包絡信號SENV。所以，信號SENV是響應濾波後的測量數據信號SF而產生的包絡信號的數字表示。根據本發明的某些實施例，可以除去可選的低通濾波器280。以下連同圖9討論了一個這樣的實施例。所以，當以下連同圖9討論的降採樣器310包括低通濾波器功能時，可以除去在包絡器250中的可選低通濾波器280。根據本發明的圖6實施例，信號SENV被傳遞到預處理器200的輸出260。因此，根據本發明的實施例，在輸出210（圖5）上傳遞的預處理後數位訊號SMDP是數字包絡信號SENV。儘管用於響應測量信號而產生包絡信號的現有技術模擬設備採用了模擬整流器，該模擬整流器會固有地導致系統誤差被引入結果信號中，但是作為有益的情況，數字包絡器250將產生真正的整流而沒有任何系統誤差。所以，數字包絡信號SENV將具有良好的信噪比，因為在數字帶通濾波器240通頻帶中的諧振頻率處進行機械諧振的傳感器會引起高的信號振幅，並且在數字域中進行的信號處理不增加噪聲，並且不增加系統誤差。參考圖5，預處理後的數位訊號SMDP被傳遞到鑑別器230的輸入220。根據另一個實施例，濾波器240是具有截止頻率fLC的高通濾波器。這個實施例通過以高通濾波器240代替帶通濾波器而簡化了設計，從而將低通濾波處理留給了下遊另一個低通濾波器，比如低通濾波器280。高通濾波器240的截止頻率fLC被選擇為接近諧振衝擊脈衝測量傳感器10的最低預期機械諧振頻率值fRML。當機械諧振頻率fRM在30kHz到35kHz範圍內某處時，高通濾波器240可以被設計為使較低截止頻率fLC=30kHz。然後把高通濾波後的信號傳給整流器270以及繼續到低通濾波器280。根據實施例，應當有可能使用諧振頻率在20kHz到35kHz範圍內某處的傳感器10。為了實現這個目的，高通濾波器240可以被設計為使較低截止頻率fLC=20kHz。圖7展示了鑑別器230（也見圖5）的實施例。鑑別器230的圖7實施例包括狀態分析器290，適於接收指示機器6狀態的預處理後的數位訊號SMDP。利用在控制輸入300上傳遞的選擇信號，可以控制狀態分析器290執行所選定的狀態分析功能。利用用戶與用戶接口102（見圖2A）的互動可以產生在控制輸入300上傳遞的選擇信號。當所選定的分析功能包括快速傅氏變換時，選擇信號300將設置分析器290以在頻率域中對輸入信號進行操作。取決於要執行的分析是什麼類型，狀態分析器290可以在時間域對輸入的預處理後數位訊號SMDP進行操作，或者在頻率域對輸入的預處理後數位訊號SMDP進行操作。所以，取決於在控制輸入300上傳遞的選擇信號，如圖8所示可以包括FFT294，或者如圖7所展示可以把信號SMDP直接傳遞給分析器290。圖8展示了鑑別器230的另一個實施例。在圖8的實施例中，鑑別器230包括可選的快速傅氏變換器294，被連接以從鑑別器230輸入220接收信號。來自快速傅氏變換器294的輸出可以被傳遞到分析器290。為了分析旋轉部件的狀態，所期望的是在足夠長的時間監視所檢測的振動，以便能夠檢測出重複的信號。一定的重複信號特徵指示了旋轉部件的已退化狀態。分析重複信號特徵還可以指示已退化狀態的類型。這樣的分析也可以引起對已退化狀態程度的檢測。因此，測量信號可以包括取決於可旋轉運動部件8振動的至少一種振動信號分量SD；其中所述振動信號分量具有取決於可旋轉運動部件8的轉速fROT的重複頻率fD。所以，取決於可旋轉運動部件8振動的振動信號分量可以指示所監視機器的已退化狀態或故障。事實上，振動信號分量SD的重複頻率fD與可旋轉運動部件8的轉速fROT之間的關係可以指示哪個機械部件有故障。因此，在具有多個旋轉部件的機器中，有可能通過使用分析功能105（包括頻率分析），利用處理測量信號而識別出單個輕微損壞的部件。這樣的頻率分析可以包括對包括振動信號分量SD的測量信號的快速傅氏變換。快速傅氏變換（FFT）使用了一定的頻率解析度。該一定的頻率解析度可以按照頻率片段表示，決定了辨別不同頻率的界限。術語「頻率片段」有時指「線條」。如果需要頻率解析度提供高達軸速的Z個頻率片段，那麼有必要在該軸旋轉X周期間記錄該信號。連同旋轉部件的分析，分析高於旋轉部件的旋轉頻率fROT的信號頻率可能引人關注。旋轉部件可以包括軸和軸承。軸旋轉頻率fROT往往被稱為「級別1」。所關注的軸承信號可能發生每軸轉約10次（級別10），即故障重複頻率fD（以Hz測量）除以轉速fROT（以rps測量）等於10Hz/rps，即級別y=fD/fROT=10Hz/rps。不僅如此，分析軸承信號的諧波可能引人關注，所以測量高達級別100的情況可能引人關注。令最大級別為Y，而在FFT在要使用的頻率片段總數為Z，以下情況成立：Z=X*Y。相反X=Z/Y，其中，X是分析數位訊號期間所監視軸的轉數；以及Y是最大級別；以及Z是以許多頻率片段表示的頻率解析度。考慮把降採樣後數字測量信號SMDP（見圖5）傳遞到FFT分析器294時的情況，如圖8中介紹：在這樣的情況下，當FFT分析器294被設置為Z=1600頻率片段，而用戶關注的分析頻率高達級別Y=100，那麼X的值變為X=Z/Y=1600/100=16。因此，當期望Z=1600頻率片段並且用戶關注的分析頻率高達級別Y=100時，有必要在X=16軸轉期間進行測量。使用用戶界面102、106（圖2A）可以設置FFT分析器294的頻率解析度Z。因此，使用用戶界面102、106（圖2A）可以設置用於狀態分析功能105和/或信號處理功能94（圖4）的頻率解析度值Z。根據本發明的實施例，通過從一組值中選擇一個值Z可以設置頻率解析度Z。頻率解析度Z的可選擇值組可以包括：Z=400Z=800Z=1600Z=3200Z=6400如上所述，採樣頻率fS可以被固定到一定的值，比如fS=102400kHz，而因子k可以設置為2.56，從而致使要被分析的最高頻率fSEAmax為：fSEAmax=fS/k=102400/2.56=40kHz對於具有轉速fROT=1715rpm=28.58rps軸的機器，選定的級別值Y=100致使要分析的最大頻率為：fROT*Y=28.58rps*100=2858Hz快速傅氏變換器294可以適於對所接收的具有一定數目樣點值的輸入信號，執行快速傅氏變換。當將樣點值的該一定數目設置為可以被二（2）除而不會出現分數的偶整數時是有益的。所以，表示從軸的旋轉而發出機械振動的數據信號可以包括重複的信號模式。因此在被監視軸的每轉，一定的信號模式可以被重複一定量的次數。不僅如此，重複信號也可以以互相不同的重複頻率發生。在VictorWowk所著「MachineryVibrationMeasurementsandAnalysis」(ISBN0-07-071936-5)的書中，在149頁上提供了互相不同重複頻率的幾個實例：「軸承保持器損壞頻率（FTF）軸承滾動件損壞（BS）頻率外環（OR）內環（IR）」該書還在150頁上提供了計算這些特定頻率的公式。VictorWowk所著「MachineryVibrationMeasurementsandAnalysis」的書中內容在此引用作為參考。確切地說，計算這些特定頻率的上述公式在此引用作為參考。同一書中151頁上的表指示，這些頻率也隨軸承製造商而改變，並且：FTF可以具有0.378的軸承頻率因子;BS可以具有1.928的軸承頻率因子;OR可以具有3.024的軸承頻率因子;以及IR可以具有4.976的軸承頻率因子。頻率因子與軸的轉速相乘以獲得重複頻率。該書指出，對於具有轉速為1715rpm，即28.58Hz的軸，從標準類型6311的軸承外環（OR）發出脈衝的重複頻率可能為大約86Hz；而FTF重複頻率可能為10.8Hz。當被監視軸以轉速旋轉時，可以按照被監視軸每時間單位的重複或按照每轉的重複討論這樣的重複頻率，而不需要在兩者之間進行區分。不過，如果機器部件以轉速旋轉，事情就進一步複雜化，如以下連同圖16、圖17和圖20的討論。出現突然故障的機械某些類型的機械可能非常突然地遭受整體故障或破壞。對於某些機器類型，比如風力電站中的旋轉部件，已經知道發生過突然的破壞，並且使維護人員和機器擁有者感到十分驚奇。這樣的突然破壞對機器擁有者損失很大並可能導致其他的負面效應，如在未預計到的機器故障使機器部件跌落時。本發明人意識到，在一定的機械的機械振動中存在著特別高的噪聲級別，並且這樣的噪聲級別妨礙了對機器故障的檢測。因此，對於某些類型的機械，保護性狀態監視的常規方法已經無法對即將到來的退化狀態提供足夠早期和/或可靠的警告。本發明人推斷，在這樣的機械中可能存在著表明已退化狀態的機械振動VMD，但是測量振動的常規方法可能尚未完善。本發明人還意識到，具有緩慢旋轉部件的機器是似乎特別易於突發故障的機械類型。本發明人在已經意識到一定的機械的機械振動中特別高的噪聲級別妨礙對機器故障的檢測之後，提出了在噪聲環境中能夠檢測微弱機械信號的方法。如上所述，測量信號SEA中振動信號分量SD的重複頻率fD取決於指示被監視機器6的旋轉部件8的初始故障的機械振動VMD。本發明人意識到，有可能檢測出初始故障，即剛剛開始發展的故障，只要能夠辨別出對應的微弱信號。因此，測量信號可以包括取決於可旋轉運動部件8振動的至少一個振動信號分量SD，其中所述振動信號分量具有重複頻率fD，它取決於可旋轉運動部件8的轉速fROT。所以，取決於可旋轉運動部件8的振動的振動信號分量的存在，可以提供被監視機器的退化狀態或初始故障的早期指示。在風力渦輪的應用中，其軸承被分析的轉軸可以以小於每分120轉的速度旋轉，即軸的旋轉頻率fROT小於每秒2轉（rps）。有時要被分析的這種軸以小於每分50轉的速度旋轉（rpm），即小於0.83rps的軸旋轉頻率fROT。事實上，典型情況下，轉速可能小於15rpm。儘管具有1715rpm轉速的軸，如在上述書中討論，在17.5秒中產生了500轉；而以每分50轉旋轉的軸卻要用十分鐘才產生500轉。某些大型風力電站的軸，典型情況下可以以12RPM=0.2rps旋轉。所以，當要被分析的軸承與緩慢旋轉軸相關聯，並且監視軸承的檢測器產生的模擬測量信號SEA使用大約100kHz的採樣頻率採樣時，與該軸一次完整旋轉相關聯的樣點值的數目變得非常大。作為展示性實例，當該軸以50rpm旋轉時，為了描述500轉以100kHz的採樣頻率獲得了6千萬（60000000）個樣點值。不僅如此，當信號包括如此多的樣點時，對信號執行高級數學分析需要大量時間。所以，期望先減少每秒的樣點數目，再進一步處理信號SENV。圖9展示了預處理器200的另一個實施例。預處理器200的圖9實施例包括數字帶通濾波器240和數字包絡器250，如以上連同圖6的介紹。如上所述，信號SENV是響應濾波後測量數據信號SF產生的包絡信號的數字表示。根據預處理器200的圖9實施例，數字包絡信號SRED被傳遞到降採樣器310，它適於產生具有降低的採樣頻率SSR1的數位訊號SRED。降採樣器310運行以產生輸出數位訊號，其中兩個連續樣點值之間的短暫持續時間要長於輸入信號中兩個連續樣點值之間的短暫持續時間。以下連同圖14更詳細地介紹降採樣器。根據本發明的實施例，可以除去可選的低通濾波器280，如上所述。在圖9實施例中，當由數字整流器270產生的信號被傳遞到包括低通濾波的降採樣器310時，就可以除去低通濾波器280。降採樣器310的輸出312把數位訊號SRED傳遞到增強器320的輸入315。增強器320能夠接收數位訊號SRED並響應它而產生輸出信號SMDP。輸出信號SMDP被傳遞到預處理器200的輸出埠260。圖10A是流程圖，展示了增強信號中重複信號模式方法的實施例。有益的是，這種方法可以用於在表示具有旋轉軸的機器狀態的信號中，增強重複信號模式。增強器320可以被設計為根據圖10A展示的方法運行。圖10A中方法步驟S1000到S1040表示在實際產生輸出信號值之前為了進行設置而採取的準備動作。一旦已經執行了這些準備動作，就可以計算輸出信號值，如參考步驟S1050的介紹。圖10B是流程圖，展示了產生數字輸出信號的方法。更確切地說，圖10B展示了已經執行了參考圖10A中步驟S1000至S1040所介紹的準備動作時，產生數字輸出信號的方法實施例。參考圖10A的步驟S1000，確定了輸出信號SMDP的期望長度OLENGTH。圖11是具有多個存儲器位置i的第一存儲器的示意展示。第一存儲器的存儲器位置i保存著包括數字值序列的實例輸入信號。根據本發明的實施例，實例輸入信號用於計算輸出信號SMDP。圖11顯示了輸入信號I的許多連續數字值的某些。輸入信號I中的數字值2080僅僅展示了在輸入信號中出現的幾個數字值。在圖11中，輸入信號中的兩個相鄰數字值被持續時間tdelta分開。值tdelta是增強器320所接收的輸入信號的採樣頻率fSR的倒數（見圖9和圖16）。圖12是具有多個存儲器位置t的第二存儲器的示意展示。第二存儲器的存儲器位置t保存著包括數字值序列的實例輸出信號SMDP。因此，圖12展示了將數字值3090存儲在連續存儲器位置中的一部分存儲器。圖12顯示了輸出信號SMDP的連續數字值。輸出信號SMDP中的數字值3090僅僅展示了在輸出信號中出現的幾個數字值。在圖12中，輸出信號中的兩個相鄰數字值可以被持續時間tdelta在時間上分開。參考圖10的步驟S1000，可以選擇輸出信號SMDP的期望長度OLENGTH3010，以便有可能使用輸出信號SMDP分析輸出信號中的一定的頻率。例如，如果較低的頻率比較高的頻率更受關注，就需要更長的輸出信號。使用輸出信號能夠分析的最低頻率是1/(OLENGTH*tdelta)，其中OLENGTH是輸出信號中樣點值的數目。如果fSR是輸入信號I的採樣率，那麼每個數字樣點值之間的時間tdelta將是1/fSR。如上所述，重複信號模式可能出現在表示機械振動的數據信號中。所以，測量信號，比如由包絡器250傳遞的信號SENV和傳遞給增強器320的信號SRED可以包括取決於可旋轉運動部件8的振動的至少一個振動信號分量SD，其中所述振動信號分量SD具有重複頻率fD，它取決於可旋轉運動部件8的轉速fROT。因此，在輸出信號SMDP中的連續數字值被持續時間tdelta分開時，為了可靠地檢測出重複頻率為fREP=fD=1/(OLENGTH*tdelta)的重複信號模式的出現，輸出信號SMDP必須包括至少OLENGTH個數字值。根據實施例，用戶可以輸入表示要被檢測的最低重複頻率fREPmin的值，以及要被監視的軸的最低預期轉速的有關信息。分析系統2（圖1）包括用於響應這些值計算變量OLENGTH的適合值的功能。作為替代，參考圖2A，分析裝置14的用戶利用經由用戶界面102輸入對應值，可以設置輸出信號SMDP的值OLENGTH3010。在下一個步驟S1010中，選擇了長度因子L。長度因子L確定了輸出信號SMDP中隨機信號被抑制的程度。較高的L值比較低的L值在輸出信號SMDP中給出更少的隨機信號。因此，長度因子L可以被稱為信噪比改進值。根據本方法的一個實施例，L是1至10之間的整數，但是也可以將L設置為其他值。根據本方法的實施例，L值可以在增強器320中預置。根據本方法的另一個實施例，L值由本方法的用戶經由用戶接口102（圖2A）輸入。因子L的值對計算輸出信號所需要的計算時間也有影響。較高的L值比較低的L值需要更長的計算時間。下一步，在步驟S1020，設置了起始位置SSTART。起始位置SSTART是輸入信號I中的位置。設置起始位置SSTART是為了避免或減少輸出信號SMDP中非重複模式的出現。如果設置起始位置SSTART以便使得起始位置之前的輸入信號部分2070有一定的時間間隔TSTOCHASTIC_MAX對應的長度，那麼具有對應頻率fSTOCHASTIC_MAX和更高頻率的隨機信號將在輸出信號O、SMDP中被衰減。在下一個步驟S1030中，計算輸入數據信號的所要求長度。輸入數據信號的所要求長度在步驟S1030中根據以下公式(1)計算：(1)ILENGTH=OLENGTH*L+SSTART+OLENGTH下一步，在步驟S1040中，計算輸入數據信號中的長度CLENGTH。長度CLENGTH是在其上執行輸出數據信號計算的長度。根據以下的公式(3)計算這個長度CLENGTH：(3)CLENGTH=ILENGTH-SSTART-OLENGTH也能夠將公式(3)寫為：ILENGTH=CLENGTH+SSTART+OLENGTH然後在步驟S1050中計算輸出信號。根據以下公式(5)計算輸出信號。在公式(5)中，對輸出信號中時間值t計算了輸出信號的值。(5)其中1≤t≤OLENGTH輸出信號SMDP具有長度OLENGTH，如上所述。為了獲得整個輸出信號SMDP，必須用公式(5)計算從t=1到t=OLENGTH每個時間值的值。在圖11中，數字值2081展示了在輸出信號計算中使用的一個數字值。數字值2081展示了在輸出信號計算（其中i=1）中使用的一個數字值。數字值2082展示了在輸出信號計算中使用的另一個數字值。附圖標記2082指以上公式(5)中的數字值I(1+SSTART+t)，此時i=1和t=1。因此，附圖標記2082展示了輸入信號中在位置號P處的數字樣點值：P=1+SSTART+1=SSTART+2在圖12中，附圖標記3091指在輸出信號（其中t=1）中的數字樣點值SMDP(t)。現在將介紹本方法運行增強器320的另一個實施例，用於增強表示具有旋轉軸的機器狀態的信號中重複模式。根據實施例，長度OLENGTH可以在增強器320中預置。根據本方法的其他實施例，通過用戶經由用戶接口102（圖2A）輸入可以設置長度OLENGTH。根據本方法的優選實施例，變量OLENGTH被設置為可以被二（2）除而不會出現分數的偶整數。有益的是，根據這條規則選擇變量調整輸出信號中的樣點數，使其適於在可選的快速傅氏變換器294中使用。因此，根據本方法的實施例，優選情況下，變量OLENGTH的值被設置為比如1024、2048、4096的數字。在特別有益的實施例中，在步驟S1020中設置SSTART值，以便使得起始位置之前的輸入信號部分2070與輸出信號3040的長度相同，即SSTART=OLENGTH。正如以上連同公式（1）的例示，輸入數據信號的所要求長度是：ILENGTH=OLENGTH*L+SSTART+OLENGTH因此，在公式（1）中設置SSTART+OLENGTH致使ILENGTH=OLENGTH*L+OLENGTH+OLENGTH=OLENGTH*L+OLENGTH*2所以，輸入信號的所要求的長度能夠根據以下公式(6)按照輸出信號的長度表示：(6)ILENGTH=(L+2)*OLENGTH其中L是以上討論的長度因子，而OLENGTH是輸出信號中數字值的數目，如以上討論。在本發明的這個實施例中，根據以下公式（7）能夠計算長度OLENGTH。(7)CLENGTH=L*OLENGTH當已經執行了參考圖10A中步驟S1000至S1040所介紹的準備動作時，利用參考圖10B所介紹的方法就可以產生數字輸出信號。根據本發明的實施例，參考圖10B介紹的方法利用DSP50（圖2A）執行。在步驟S1100（圖10B）中，增強器320接收數字輸入信號I，在輸入315上具有第一多個ILENGTH樣點值（見圖9和/或圖16）。正如以上指出，數字輸入信號I可以表示從軸旋轉發出的機械振動，只要導致出現了具有重複周期為TR的振動。接收的信號值被存儲（步驟S1120）在與增強器320相關聯的數據存儲器的輸入信號存儲器部分中。根據本發明的實施例，該數據存儲器可以由讀/寫存儲器52實施（圖2A）。在步驟S1130中，在以上等式（5）中使用的變量t被設置為初始值。初始值可以為1（一）。在步驟S1140中，計算了樣點號為t的輸出樣點值SMDP(t)。計算可以採用下面的等式：結果樣點值SMDP(t)被存儲（圖10B步驟S1150）在存儲器52的輸出信號存儲器部分中（見圖12）。在步驟S1160中，本過程檢查變量t的值，並且如果t的值表示的數目低於輸出樣點值的所期望數目OLENGTH，則先執行增加變量t的值的步驟S1160，再重複步驟S1140、S1150和S1160。在步驟S1160中，如果t的值表示的數目等於輸出樣點值的所期望數目OLENGTH，便執行步驟S1180。在步驟S1180中，輸出信號O、SMDP被傳遞到輸出260上（見圖9和/或圖16）。如上所述，表示從軸旋轉發出機械振動的數據信號可以包括重複信號特徵，因此一定的信號特徵可以在被監視軸的每轉中重複一定數目的次數。不僅如此，也可能出現幾種互相不同的重複信號特徵，其中互相不同的重複信號特徵可以具有互相不同的重複頻率。正如以上介紹的增強信號中重複信號特徵的方法，能夠有益地同時檢測具有互相不同重複頻率的許多重複信號特徵。優選情況下，這使得在單一測量和分析周期內，能夠同時檢測比如軸承內環故障特徵和軸承外環故障特徵，正如下面的介紹。圖13是包括兩個重複信號特徵4010和4020的實例輸出信號SMDP的示意展示。輸出信號SMDP可以比圖13中的展示包括更多的重複信號特徵，但是為了展示目的僅僅顯示了兩個重複信號特徵。圖13僅僅顯示了重複信號特徵4010和4020的許多數字值的某些。在圖13中，展示了外環（OR）頻率信號4020和內環（IR）頻率信號4010。正如在圖13中可見，外環（OR）頻率信號4020具有低於內環（IR）頻率信號4010的頻率。外環（OR）頻率信號4020和內環（IR）頻率信號4010的重複頻率分別是1/TOR和1/TIR。在以上介紹的為增強重複信號模式而運行增強器320的方法實施例中，在步驟S1050中計算輸出信號時，放大了重複信號模式。如果在步驟S1010中給因子L更高的值就比給因子L更低的值達到了重複信號模式更高的放大。較高的L值意味著在步驟S1030中要求較長的輸入信號ILENGTH。所以，較長的輸入信號ILENGTH會引起輸出信號中重複信號模式更高的放大。因此，關於輸出信號中的重複信號模式，較長的輸入信號ILENGTH呈現出更好地衰減隨機信號的效果。根據本發明的實施例，整數值ILENGTH可以響應所期望的隨機信號衰減量而選擇。在這樣的實施例中，可以根據所選定的整數值ILENGTH確定長度因子L。現在考慮為增強重複信號模式而運行增強器320的方法的示範實施例，其中本方法被用於放大具有某一個最低頻率的重複信號模式。為了能夠分析具有所述某一個最低頻率...