採用以百分比模式的報警設備監視軸承的健康狀況的方法

2023-05-06 04:35:26 2

採用以百分比模式的報警設備監視軸承的健康狀況的方法
【專利摘要】利用適於旋轉機器(410)的機器狀態指示傳感器和監視設備(100)的旋轉元件監視程序(700)。程序(700)監視旋轉機器的旋轉元件的至少一個運行特性。這些運行特性可包括速度(500)、加速度(500)、溫度(600)等。程序(700)對於每個運行特性確立基線值(524,624)。警報閾值(530,630)通過預定的百分差(540)或預定的數量確定的增量(640)被確定。所述設備確立測量進度(740)，將所述設備保持在睡眠模式(740)並且根據頻率脈動地進行狀態調查。當接近或超過警報狀態時頻率增加(742)。所述設備(100)通過點亮警報指示燈(220,222,224)來指示警報狀態。
【專利說明】採用以百分比模式的報警設備監視軸承的健康狀況的方法

【技術領域】
[0001] 本公開總體涉及用於採用預置成百分比模式的報警設備監視軸承的健康狀況的 方法。更特別地，本公開涉及用於採用預置成百分比模式的報警設備監視軸承的健康狀況， 該設備具有檢測溫度、加速度和速度變化的傳感器並且在檢測到時顯示警報狀態。

【背景技術】
[0002] 軸承可被定義為將兩個或更多個零件之間的相對運動限制成只有所需種類的運 動的各種機械元件的任一種。這通常允許並且促進圍繞縱向軸線的自由旋轉和/或抑制部 件在相對於軸承的法向方向上的任何線性運動。軸承可根據它們允許的運動和根據它們的 運行原理以及通過它們能處理的所施加載荷的方向被廣泛地分類。
[0003] 軸承經受大量使用，造成各種軸承部件的磨損。隨著時間推移，軸承上的磨損會導 致機械失效。機械失效可影響旋轉運動和/或軸向線性約束。無法控制這些運動的任一種 都會對倚賴軸承的機械造成災難性的故障。
[0004] 軸承可靠性和預期檢修可能影響設備的運行和開機時間。軸承被用在很多應用 中，包括車輛、風力渦輪機、自動機械等。隨著時間推移，軸承磨損。在運行時軸承失效會導 致設備以及可能周邊區域的相當嚴重的損壞。軸承失效甚至會潛在地導致本應正當情況出 現的人員的傷害或傷亡。
[0005] 監視軸承的過程可以變化。大多數需要監視的機器位置偏遠，為所提出的監視系 統供電是困難、昂貴的，並且會影響設備和監視系統的可靠性。
[0006] 數個項目可影響旋轉機械的效率和可靠性。這些可包括汙染物、磨損、熱降解、校 準的變化、不平衡、振動等。
[0007] 軸承可靠性和預期維護可通過監視軸承得到改善。所期望的是指示即將或當前的 可靠性風險或運行故障的低成本、低功耗的旋轉機器監視設備。


【發明內容】

[0008] 本發明指向監視設備和用於監視集成到旋轉機器的一個或多個旋轉部分中的元 件的狀態的相應方法，其中監視設備通過對比基於與已確立的基線數據點的百分比差所計 算出的當前狀態讀取值和閾值監視一個或更多個功能並且確定潛在的或者當前的可靠性 以及運行利害關係。
[0009] 在本發明的第一方面，一種監視旋轉機器的至少一個旋轉部件的狀態的方法，該 方法包括以下步驟：
[0010] 安裝機器狀態指示傳感器和監視設備，所述設備包括：
[0011] 傳感器殼體，其包括基部子組件和上部外罩，
[0012] 印刷電路組件，其限定運算電路，所述運算電路包括微處理器、數字存儲器部件、 可攜式電源、至少一個狀態傳感器以及指令組，其中所述指令組通過所述微處理器指導所 述電路的運算；
[0013] 得到相應旋轉部件的至少一個運行特性的至少一個數據點以確定所述旋轉機器 的至少一個運行特性的每一個的初始基線；
[0014] 將所述初始基線存儲在所述存儲器部件中；
[0015] 確立閾值，其中該閾值被計算為與相應基線的百分差；
[0016] 在所述旋轉機器的運轉期間監視相應旋轉部件的每個相應的至少一個運行特 性；
[0017] 將所述相應旋轉部件的每個相應的至少一個運行特性的當前得到的運行狀態數 據與所述計算閾值進行對比來確定當前得到的狀態是否是接近警報狀態以及超過警報狀 態的其中之一；以及
[0018] 基於所述當前得到的狀態數據點和所述相應存儲的基線數據值之間的所述對比 的所述輸出，繼續進行以下其中之一：
[0019] 在所述百分差小於所述計算閾值的條件下，所述機器狀態指示傳感器和監視設備 繼續監視所述相應旋轉部件的狀態，以及
[0020] 在所述百分差大於所述計算閾值的條件下，所述機器狀態指示傳感器和監視設備 指示警報狀態。
[0021] 在第二方面，所述至少一個運行特性選自運行特性組，該運行特性組包括所述相 應旋轉部件的速度、加速度和溫度。
[0022] 在另一方面，閾值根據以下公式用百分差計算：
[0023] 閾值=基線+(基線*預設因子），其中預設因子對應百分比。在一個實例中，預設 因子是2.0,代表200%。
[0024] 在又一方面，所述設備還包括至少一個發光二級管（LED)，其中LED指示警報狀 態。
[0025] 在又一方面，所述設備還包括鄰近編程接口。
[0026] 在又一方面，所述設備還包括磁性編程接口。
[0027] 在又一方面，所述設備還包括當警報狀態被識別時用於指示的用戶接口。
[0028] 在又一方面，所述用戶接口包括至少一個發光二級管（LED)。
[0029] 在又一方面，所述用戶接口包括至少一個多種顏色發光二極體（LED)。
[0030] 在又一方面，所述用戶接口包括至少一個三色發光二極體（LED)。
[0031] 在又一方面，所述用戶接口包括多個發光二極體（LED)，每個LED發出不同顏色。
[0032] 在又一方面，所述便攜電源是電池。優選的電池是鋰電池。
[0033] 在又一方面，所述設備的運行包括時間延遲，其中時間延遲引入數據採集點之間 的時間跨度。時間延遲減少了功耗。
[0034] 在又一方面，當設備確定所監控的設備在接近和超過警報狀態的其中之一時，時 間延遲的時間跨度減少。
[0035] 在又一方面，在警報狀態的初始識別時設備繼續進行至少一個數據測量從而檢驗 機器處在警報狀態。
[0036] 在又一方面，設備繼續進行在預定時間周期範圍內的一系列數據測量從而檢驗機 器處在警報狀態。
[0037] 在又一方面，設備通過監視加速度確定旋轉物體的速度。
[0038] 在又一方面，設備包括結合到基部部分的耦接特徵。
[0039] 在又一方面，外罩和各個基部形成電子部件和環境元件之間的環境屏障。
[0040] 在又一方面，設備還包括在所監視的設備和至少一個集成的溫度傳感器之間的熱 耦合。
[0041] 在又一方面，熱耦合設置通過基部構件。
[0042] 在又一方面，所述設備還包括條形碼或其他機器可讀的標記。條形碼可以位於所 述外罩的側表面上、所述外罩的頂表面上或該設備的任何其他可接近的或可見的區域。 [0043] 在又一方面，設備能通過將量化的差加上基線值確定所計算的閾值。
[0044] 在另一方面，閾值根據以下公式利用量化的差計算。
[0045] 閾值=基線+預設的量化差
[0046] 在另一方面，設備可被編程以包括使用百分計算和量化差計算確定閾值的能力。
[0047] 在另一方面，設備可被編程以使用百分計算和量化差計算的其中之一選擇性地操 作。
[0048] 本發明的一個優勢在於能夠用低成本、低功耗的設備監視旋轉機器的旋轉元件。 設備是自給的並且可以包括一個或更多個發光元件從而將狀態傳達給操作者。
[0049] 機器狀態指示傳感器和監視設備為監視非關鍵性的機器提供了經濟的方案。機器 狀態指示傳感器和監視設備可被安裝到通常處在恆定操作環境的機器中。機器狀態指示傳 感器和監視設備的輸出提供簡單清楚的指示器，其中警報狀態通過發出指示光來識別。
[0050] 另一優勢結合了用於調查旋轉機器的旋轉元件的一個或更多個狀態的頻率進度。 頻率獲得在預定時間間隔的旋轉機器預定運行特性的讀出值，將設備置於讀出值之間的睡 眠模式。睡眠模式顯著地減少了功耗，從而延長了電池壽命。
[0051] 另一優勢是包括智能性。當旋轉機器接近警報狀態時設備會識別。隨著旋轉機 器的一個或更多個狀態接近警報狀態，設備能增加數據採集測量頻率以保證儘快識別出警 報狀態。設備包括改變數據採集測量頻率的智能性，其中當設備檢測到機器接近或超過警 報狀態時頻率增加。改變測量頻率或睡眠模式的時間跨度的能力優化了監視過程和能源節 約。
[0052] 機器狀態指示傳感器和監視設備能監視速度、包絡加速度、溫度等從而確定機器 的整體健康狀況，包括軸承退化、未對準、失平衡等。
[0053] 機器狀態指示傳感器和監視設備包括智能性以儘量減小或避免錯誤警報。機器狀 態指示傳感器和監視設備可被用於預期維護的警告。
[0054] 可通過鄰近設備比如磁性讀取鍵對設備進行編程。用於編程的鄰近設備的利用保 證設備保持密封防止汙染物或者暴露於環境的其它退化。
[0055] 通過參考以下說明書、權利要求和附圖，本領域技術人員將進一步理解和認識本 發明的這些和其它特徵、方面以及優勢。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0056] 為了更全面理解本發明的實質，應當參考附圖，其中：
[0057] 圖1表示根據本發明優選實施方式的有代表性的機器狀態指示傳感器、監視設備 以及相應磁性編碼鍵的升高的等距視圖；
[0058] 圖2表示最初在圖1中介紹的機器狀態指示傳感器和監視設備的底部側視圖；
[0059] 圖3表示最初在圖1中介紹的機器狀態指示傳感器和監視設備的升高的等距視 圖，圖例將主體移除從而展示其運行部件的細節；
[0060] 圖4表示最初在圖1中介紹的機器狀態指示傳感器和監視設備的局部橫截面等距 視圖；
[0061] 圖5表示具有三階缺陷的有代表性的內軸承滾道的局部平面視圖；
[0062] 圖6表不代表包括數個旋轉機器的工業環境的有代表性的不意圖，每個機器配置 為具有最初在圖1中介紹的與其一體化的機器狀態指示傳感器和監視設備，其中圖例展示 出有代表性的人工狀態檢查過程；
[0063] 圖7表示代表百分比監視過程的有代表性的速度狀態監視圖表；
[0064] 圖8表示代表絕對增量監視過程的有代表性的溫度狀態監視圖表；
[0065] 圖9表示描述有代表性的機器狀態指示傳感器和監視設備配置以及初始化過程 的百分比監視流程圖的初始化部分；以及
[0066] 圖10表示描述有代表性的機器狀態指示傳感器和監視設備運行數據採集過程、 數據分析過程以及警報判斷步驟的百分比監視流程圖的監視和警報部分。
[0067] 在附圖的多個視圖中，相似的附圖標記自始至終指示相似的零件。

【具體實施方式】
[0068] 以下詳述的說明本質上僅僅是示例性的並且不意圖限定詳述的實施方式或者應 用領域以及說明的實施方式的用途。本文使用的詞語"示例性的"或者"說明性的"意味著 "用作示例、例子或者例證"。本文中描述為"示例性的"或者"說明性的"任何實施方式沒有 必要被看做是比其他實施方式優選的或者有利的。以下描述的所有實施方式使得本領域的 技術人員能夠製造或使用本公開文本的實施方式並且不意圖限定本公開的由權利要求所 限定的範圍。為了本文說明的目的，術語"上"、"下"、"左"、"後"、"右"、"前"、"垂直"、"水平" 以及這些術語的衍生語涉及如圖1所示的發明。此外，不意圖將本發明被出現在前述技術 領域、【背景技術】、
【發明內容】
或以下的詳細說明的任何解釋或暗示理論所約束。也應當理解在 附圖中示出的和在一些的說明書中描述的特定的設備和處理僅僅是由所附權利要求限定 的發明理念的簡單的示例性實施方式。因此，與本文公開的實施方式相關的特定尺寸和其 他物理特徵不能被認為是限定性的，除非權利要求特別說明。
[0069] 在圖1至圖4中示出了示例性的機器狀態指示傳感器和監視設備100。機器狀態 指示傳感器和監視設備100可選地能夠被稱為機器狀態指示器。機器狀態指示傳感器和監 視設備100被設計成被附連到旋轉工業機械410 (圖6)以監視旋轉工業機械410的旋轉構 件的狀態。機器狀態指示傳感器和監視設備100包括傳感器220、222、224以獲得旋轉構件 的狀態數據。機器狀態指示傳感器和監視設備100能夠被構造為使用轉動構件的基線數據 集和當前狀態數據集之間的百分差以確定旋轉構件是否接近或正經歷需要注意的有關狀 態。可選地或者組合地，機器狀態指示傳感器和監視設備100能夠構造為使用轉動構件的 基線數據集和當前狀態數據集之間的量化變量以確定旋轉構件是否接近或正經歷需要注 意的有關狀態。用於機器狀態指示傳感器和監視設備100的典型應用包括電機、風扇、傳送 器、泵、驅動軸、壓縮機、齒輪傳動裝置等。
[0070] 機器狀態指示傳感器和監視設備100構造為具有外部結構以支承和保護保持在 其內腔中的操作的電氣部件。外部結構另外地還包括用於將機器狀態指示傳感器和監視設 備100附連到旋轉工業機械410或其他旋轉元件上的安裝接口。
[0071] 外部結構能夠被分成傳感設備外罩110和基部子組件120。傳感設備外罩110被 製造為具有在基部附連端120和遠端之間延伸的管狀側壁。傳感設備外罩110的遠端能夠 以任何合理的方式被密封。有代表性的實施方式將環狀頂部構件112-體組合到該設計 中，其中環狀頂部構件112提供了圍繞傳感設備外罩110的遠端開口的密封件。該構造增 強了機器狀態指示傳感器和監視設備100的製造過程。一系列報警指示器設置為附連到環 狀頂部構件112的一個或多個發光二極體（LED) 230、232、234。傳感設備外罩110可滑動地 裝配在環狀頂部構件112上，其中環狀頂部構件112安裝在圍繞傳感設備外罩110的遠端 而設置的內部密封件（未示出）上。傳感設備外罩110的側壁、遠端和附連端能夠包括多 個特徵中的任何一個以改進機器狀態指示傳感器和監視設備100的裝配、外觀等。
[0072] 基部子組件120被附連到傳感設備外罩110的附連端。基部支承和密封特徵128 被設置在基部子組件120的內表面上。基部子組件120可包含與傳感設備外罩110的相應 端部接合的特徵。PCB支承槽129能夠形成為跨越所述基部支承和密封特徵128,用於接收 和支承印刷電路組件（PCA) 200的。基部子組件120包括在基部子組件120和旋轉工業機 械410之間創建環境障礙物的基部密封件122。基部密封件122能夠包括凸起環狀環形式 的基部密封環132。基部子組件120用於將機器狀態指示傳感器和監視設備100安裝到旋 轉工業機械410。基部密封件122包括基部密封元件124。基部密封元件124優選地由足 夠支承螺紋通孔130的平面材料製成。螺紋通孔130優選地與基部子組件120的旋轉軸軸 向對齊。基部密封環132能夠一體組合為在旋轉工業機械410和溫度傳感器220、222之間 提供熱傳遞的部件。
[0073] 諸如螺紋通孔130的附連特徵被一體組合到用於附連到旋轉工業機械410的基部 子組件120中。在包含螺紋通孔130的實施方式中，應當理解螺紋通孔130能夠提供為具 有任何適當的螺紋尺寸。通常，柱頭螺栓穿過在旋轉工業機械410上鑽探出的出砂孔。螺 紋通孔130能夠被可旋擰地附連到安裝在旋轉工業機械410上的柱頭螺栓。可選地，通過 將帶螺紋的柱頭螺栓（未示出）插入到螺紋通孔130中，螺紋通孔130能夠適於從凹性構 造至凸性構造。該安裝能夠使用任意類型的帶螺紋的柱頭螺栓，以使機器狀態指示傳感器 和監視設備100適於預設的帶螺紋的接收件。基部子組件120包括用於輔助安裝處理的安 裝工具接口 125。示例性的安裝工具接口 125包括以多個安裝抓取面126的環狀環的形式 設置，其中，安裝抓取面126形成了用於安裝和利用安裝工具（未示出）緊固的六邊形形狀 (如在圖2中示出的底部、基部視圖所示）。應當理解，安裝工具接口 125能夠以適於與各 自的安裝工具接合的任何構造來構型，諸如具有兩個平行的安裝抓取面126、矩形形狀、星 形形狀等。優選的基部子組件120由金屬材料製成。金屬材料提供適當的熱傳遞、長期可 靠性、延展性等。
[0074] 螺紋通孔130提供用於將基部子組件120附連到旋轉工業機械410的附連接口。 應當理解，本領域的技術人員可以設想到用於將機器狀態指示傳感器和監視設備100安裝 到旋轉工業機械410的許多其他潛在構造。應當理解，能夠採用環氧基樹脂或任何其他粘 合劑而將基部子組件120安裝到旋轉工業機械410。優選地，粘合劑可以是可傳熱的。
[0075] 當傳感設備外罩110和基部子組件120被安裝到彼此時，它們形成了用於保持和 保護印刷電路組件（PCA)200(圖3和圖4)的內部封閉式空間。能夠使用任何已知的或創 造性的接口和/或用於將管狀構件（傳感設備外罩110為代表）附連到基部構件（基部子 組件120為代表）的安裝過程來完成傳感設備外罩110和基部子組件120之間的組裝。這 可包括粘合劑、環氧樹脂、帶螺紋接口、壓配接口、過盈配合接口、卡扣接口等。該組裝能夠 被認為永久性的，諸如膠粘連接，或者是可拆卸連接的，諸如螺紋接口、卡扣接口等。在諸如 側壁（如圖所示）或者頂面（由說明書可理解到）等的可接觸到的位置處，具有設置在其 上的條形碼標記142的條形碼標籤140能夠被附連到傳感設備外罩110。在可替代的實施 方式中，能夠使用任何適當處理，包括印刷、雷射蝕刻等，將條形碼標籤142直接施加到傳 感設備外罩110上。優選地，條形碼標籤142是唯一的或合理地唯一的，能夠將數據存入特 定的參考設備100。
[0076] 印刷電路組件（PCA) 200提供機器狀態指示傳感器和監視設備100的大多數操作 功能。印刷電路組件（PCA) 200包括一系列安裝到印刷電路板（PCB) 202上的電子部件。印 刷電路板（PCB)202製造為具有稱為線路的一套電導元件，該線路在由期望圖案設置的附 連板之間的電通信中延伸。與多個部件結合的線路圖案形成了一個或多個電路。該電路實 現機器狀態指示傳感器和監視設備100的期望功能。
[0077] 通過便攜電源212向印刷電路組件（PCA) 200供電。便攜電源212可以是任何適 當的電源，其中優選的便攜電源是電池。示例性的便攜電源212通過多根導線213而與印 刷電路板（PCB) 202機電通信，其中使用軟釺焊處理而將多根導線213插入和附連到各自的 板上通孔260中。一個示例性的電池212是使用壽命長的鋰電池。鋰電池是使用鋰金屬或 鋰化合物作為陽極的一次性電池（不可再充電的原電池組）。電池通常被密封在環氧基樹 脂中。這樣，不可能替換電池。電池212被選為向機器狀態指示傳感器和監視設備100的 正常操作供電至少3年。該電池壽命要視機器狀態指示傳感器和監視設備100遇到的單次 警報事件的情況而定。應當理解電池壽命隨著報警探測的數量而成比例地降低。結果，在 探測到和指示兩次報警數量的情況下，工作人員可估計電池壽命為兩年，並且在探測到和 指示三次報警數量的情況下，工作人員可估計電池壽命為1年。機器狀態指示傳感器和監 視設備100在探測到一次報警情況之後必須被手動重置。因此，如果電池壽命允許，機器狀 態指示傳感器和監視設備100在需要替換之前最多可被重設三次。
[0078] 使用任何已知的包裝形式因素和相應的裝配過程可將微型處理器210安裝到印 刷電路板（PCB) 202。數字存儲器能夠被一體組合到微型處理器210或者通過分離式部件 而提供。諸如電晶體218、帶通過濾器214、調解器250、電阻器（未示出）、電容器（未示 出）、感應式電容器（未示出）等的電路支承部件按照需要能夠被一體組合到印刷電路組件 (PCA) 200。通常地稱為軟體、固件或兩者的指令集能夠被編程到微型處理器210中。與微 型處理器210組合的指令集向機器狀態指示傳感器和監視設備100提供智能的、功能性的 和操作性的控制。
[0079] 經由一系列傳感器220、222和224而獲得數據。各個傳感器220、222和224設置 成通過任何適當的導電接口而與印刷電路板（PCB)202電通信。優選的構造使用導線-通 孔接口 260或者表面安裝組件接口而將一個或多個傳感器220、222和224直接機電地組裝 到印刷電路板（PCB) 202。可選地，應當理解一個或多個傳感器220、222和224在遠離印刷 電路板（PCB) 202的位置處能夠機械地一體組合到機器狀態指示傳感器和監視設備100。在 遠處定位構造中，電線能夠提供傳感器220、222和224和印刷電路板（PCB) 202之間的導電 接口。第一傳感器220和/或第二傳感器222能夠感知軸承的速度、包絡加速度和溫度值 中的至少一個。第一傳感器220和/或第二傳感器222能夠被密封收納在由傳感設備外罩 110和基部子組件120限定的內部空間中。結果，能夠通過來自至少一個傳感器220、222和 224中的一個或多個的輸入和反饋來確定軸承或類似的旋轉接口的健康狀況。
[0080] 微型處理器210包括指令集以監視旋轉接口的狀況。指令集包括一系列步驟以確 定與確立的基準數據點的百分差從而識別警報狀態。來自各個傳感器220、222和224的數 據被傳送到微型處理器210。微型處理器210監視來自各個傳感器220、222和224的數據 從而確定監視操作特性的改變，諸如速度、加速度、溫度等的改變。當微型處理器210識別 到潛在的警報狀態時，微型處理器210繼續監視旋轉工業機械410的狀態。當一系列先後 採集到的數據點位於計算閾值之上時，微型處理器210確定旋轉工業機械410處於警報狀 態。所述指令組能夠包括修改用於調查旋轉工業機械410的操作特性的頻率的步驟。在識 別到旋轉工業機械410的操作特性接近或者超過計算閾值的情況下，用於調查旋轉工業機 械410的操作特性的頻率將會增大。在圖9和圖10中示出的示例性百分比監視流程圖700 描述了該過程的細節。結果，通過來自於至少一個傳感器60中的一個的輸入和反饋來確定 軸承的健康狀況。
[0081] 在一個實施方式中，傳感器220、222是監視溫度和提供代表溫度的數字輸出的溫 度傳感器220、222。能夠使用本領域的技術人員已知的任何溫度監視過程來確定旋轉工業 機械410的旋轉部件的操作溫度。在示例性實施方式中，傳熱電路板線路216能夠被一體 組合在基部子組件120的熱接觸點和印刷電路板（PCB) 202之間，在軸承滾道310和各自的 傳感器220、222之間提供熱連通。傳熱電路板線路216由諸如銅的傳熱材料製成，其中，所 選擇的材料具有顯著地比由旋轉工業機械410所產生的預期最高溫度更高的熔融點。
[0082] 當溫度傳感器220、222識別到溫度的足夠改變時，機器狀態指示傳感器和監視設 備100轉變為可疑的警報模式。在第一實施方式中，機器狀態指示傳感器和監視設備100 包括單個溫度傳感器220。在強化實施方式中，機器狀態指示傳感器和監視設備100包括用 於相關性、冗餘和整體改善性能的至少兩個傳感器220、222。至少兩個傳感器220、222能夠 監視諸如室溫和機器操作溫度等的兩個或多個獨立項的溫度。
[0083] 傳感器224優選地起包絡加速度傳感器（加速計）224的作用。當包絡加速度傳感 器（加速計）224識別到速度或加速度的足夠改變時，機器狀態指示傳感器和監視設備100 轉變為可疑的警報模式。經由包絡加速度傳感器（加速計）224或者與微型處理器210組合 而計算速度。表現為10-1000千赫茲的輸出的速度範圍位於正常傳感範圍內。900-3600rpm 和1-4G' s的包絡加速度的範圍也處於包絡加速度傳感器（加速計）224的範圍之內。也 應當理解到來自於包絡加速度傳感器（加速計）224的數據能夠用於確定由旋轉工業機械 410的旋轉元件產生的振動。
[0084] 多個部件能夠集成到印刷電路組件（PCA) 200以改進數據採集過程。帶通過濾器 214過濾信號和/或消除在操作環境中所發展的低頻率結構機械振動信號。包含解調器250 解調和提高軸承缺陷頻率的頻譜。結果，帶通過濾器214和解調器250用於提高包絡加速 度傳感器（加速計）224的頻率響應。
[0085] 印刷電路組件（PCA) 200的監視過程識別警報狀態或事件。在警報狀態識別和確 認時，機器狀態指示傳感器和監視設備100需要包括一個特徵從而將此狀態通知給操作者 440(圖6)。能夠由任何適當的報警特徵來提供該通信。一個或多個報警指示器被集成到 印刷電路組件（PCA)200。因為能量消耗是關注的，優選的報警特徵是發光設備，諸如發光 二極體（一般地稱為LED)。有代表性的實施方式包括三個報警指不器，包括第一發光二極 管230、第二發光二極體232和第三發光二極體234。在示例性實施方式中，三個報警指示 器230、232、234中的每一個發出獨一無二的光，包括紅、黃和綠。三個報警指示器230、232、 234中的每一個被環狀頂部構件112支承。報警指示器230、232、234能夠被插入到環狀頂 部構件112中或者被安裝到環狀頂部構件112的外表面。電接口在各個報警指示器230、 232、234和印刷電路板（PCB) 202之間提供電通信。各個示例性的報警指示器230、232、234 通過多個LED導線236而被組裝到印刷電路板（PCB) 202。
[0086] 在可替代的實施方式中，報警指示器能夠使用一個或多個三色或多色發光二極體 (LED)。發光的顏色將取決於施加到相應LED220、222、224上的電壓。電壓將相應LED220、 222、224的發光指定為特定的發光波長，包括紅、綠或半透明。一般地，至少一個三色LED用 於發出紅光或綠光。然而，用在本發明中的LED也被構造為發出透明光。在此情況下，LED 被激發成發出紅光和綠光。同時發出紅光和綠光的最終效果是產生黃色的照明光。
[0087] 通過本領域的技術人員已知的任何方法可提供免受環境影響的保護。傳感設備外 罩110、環狀頂部構件112和基部子組件120的組合提供了保護印刷電路組件（PCA) 200的 環境屏蔽件。機器狀態指示傳感器和監視設備1〇〇的設計能夠包括可選的密封特徵以將 印刷電路組件（PCA) 200與環境隔離開來。在一個實施方式中，LED密封件238能夠被組裝 成圍繞報警指示器230、232、234中的每一個，在各個報警指示器230、232、234和穿過環狀 頂部構件112的相應開口之間創建環境密封件。在一個可替代的實施方式中，透鏡（未示 出）能夠被一體組合到機器狀態指示傳感器和監視設備100中，其中，透鏡覆蓋報警指示器 230、232、234。
[0088] 通過磁性編碼鍵150能夠完成對機器狀態指示傳感器和監視設備100的編程。磁 性編碼鍵150使用鍵磁性接口 154而無線地與印刷電路組件（PCA) 200的磁性讀取設備240 交互作用。磁性編碼鍵150優選地包括被模製到鍵磁性接口 154上的鍵抓取件152。機器狀 態指示傳感器和監視設備100與磁性編碼鍵150同步。至少一個指示器230、232、234中的 一個發光從而指示磁性鍵已經被讀取。在有代表性的實施方式中，相應的指示器230、232、 234在諸如10秒的預定的時間段中發出閃爍的紅光。
[0089] 當磁性編碼鍵150被定位在機器狀態指示傳感器和監視設備100附近時，機器狀 態指示傳感器和監視設備100變成被激活。在激活之後，機器狀態指示傳感器和監視設備 100啟動自檢程序以核實適當的功能。在成功地完成自檢程序之後，至少一個指示器230、 232、234中的一個發光從而指示自檢程序成功。在有代表性的實施方式中，相應的指示器 230、232、234在諸如10秒的預定的時間段中發出穩定的綠光以指示成功完成了自檢程序。 假如自檢程序在至少一個步驟中失敗，那麼至少一個指示器230、232、234中的一個發光從 而指示自檢程序沒有成功地完成所有的自檢程序步驟。在示例性實施方式中，相應的指示 器230、232、234在諸如10秒的預定的時間段中發出穩定的或者閃爍的黃光以指示自檢程 序失敗。
[0090] 機器狀態指示傳感器和監視設備100被編程以在24小時時間端內激活預定的次 數，從而確定工業機械是否處於運轉中。機器狀態指示傳感器和監視設備1〇〇的現場編程 將會包括指令以每天激活8次（每三小時一次）。通過製造商、分銷商或者終端用戶可修改 機器狀態指示傳感器和監視設備100的周期時間從而滿足客戶的需求。在激活之後，至少 一個傳感器開始估計工業旋轉機器的速度、包絡加速度和當前溫度水平中的至少一個。
[0091] 當機器估值滿足預設的最小閾值時，設備轉變到警報模式。機器狀態指示傳感器 和監視設備100能夠轉變到報警校驗模式，其中傳感器220、222和224重新測量或重新採 集數據以校驗旋轉工業機械410正顯現出警報狀態。機器狀態指示傳感器和監視設備100 通過使得點亮報警指示器220、222、224中的至少一個而指示警報狀態。優選地，在校驗警 報狀態的情況下，點亮紅色指示器。一旦確定和校驗了警報狀態，機器狀態指示傳感器和監 視設備100能夠修改睡眠模式。在一個實施方式中，機器狀態指不傳感器和監視設備100 能夠修改該睡眠模式，從而將設備100置於報警指示器230、232、234的點亮之間的睡眠模 式中。機器狀態指示傳感器和監視設備100可選地能夠停止監視旋轉工業機械410,同時發 出警報狀態警告。機器狀態指示傳感器和監視設備100在由操作者440知曉時可重啟監視 過程。在可替代的實施方式中，在識別到警報狀態時，機器狀態指示傳感器和監視設備100 的睡眠模式被修改以增加數據查詢的頻率。
[0092] 在機器狀態指示傳感器和監視設備100確定在旋轉工業機械410的操作參數的採 樣期間獲取的數據低於最小報警閾值的情況下，機器狀態指示傳感器和監視設備100返回 到睡眠模式。機器狀態指示傳感器和監視設備100保持在睡眠模式中，節約能量，直到睡眠 循環結束，其中機器狀態指示傳感器和監視設備100啟動以重複機器狀態採樣過程。
[0093] 如圖5所示的滾子軸承300的3級軸承缺陷330最終能夠導致災難性故障。機器 狀態指示傳感器和監視設備1〇〇在災難性故障之前能夠用於檢測滾子軸承300的3級軸 承缺陷330。圖5示出了具有內表面320和3級側帶（sidebanding)缺陷330的軸承滾道 310。在3級故障中，軸承缺陷頻率水平增加，並且它們的諧波出現在頻譜上。隨著磨損持 續發生，側帶關於故障頻率而增加並且能夠清楚地被視為安裝共振區域中的水平和諧波的 增大。包絡加速度傳感器（加速計）224能夠用於確定諧波、速度的改變，異常的振動等從 而檢測滾子軸承300的3級軸承缺陷330。
[0094] 在圖6中示出了有代表性的操作環境400。有代表性的操作環境400包括一系列 四個旋轉工業機械410。機器狀態指示傳感器和監視設備100被一體組合到各個旋轉工業 機械410。各個機器狀態指示傳感器和監視設備100具有與相應旋轉工業機械410相關的 唯一的識別器。各個旋轉工業機械410限定了檢測點412、414、416、418，其中各個檢測點與 相應的機器狀態指示傳感器和監視設備100和旋轉工業機械410的組合相關。檢測點412、 414、416、418能夠被稱為第一檢測點412、第二檢測點414、第三檢測點416和第四檢測點 418。檢測點412、414、416、418優選地沿著預定路線420以數值順序設置。雖然示例性的 操作環境400包括四個旋轉工業機械410,但是應當理解操作環境400能夠包括任何數量的 旋轉工業機械410,其中檢測點419代表任何數量的旋轉工業機械410。
[0095] 操作者400使用檢查設備450以沿著預定路線420行進並且記錄來自各個檢查設 備450的數據。檢查設備450包括條形碼讀取器或者其他的機器可讀標記讀取器，該讀取 器能夠掃描各個機器狀態指示傳感器和監視設備100的各個條形碼標記142。操作者400 能夠將附加信息輸入到數據記錄裝置，諸如由相應機器狀態指示傳感器和監視設備100所 指示的各個旋轉工業機械410的狀態。通過保證操作者執行檢查並記錄各個旋轉工業機械 410的狀態，操作者驅動的可靠性過程可保證多個機器狀態指示傳感器和監視設備100中 的每個已經被操作者400檢查。
[0096] 機器狀態指示傳感器和監視設備100能夠被編程，以使用來自基線的百分比來監 視旋轉工業機械410的改變。在圖7中示出的示例性的速度監視圖表500展現了機器狀態 指示傳感器和監視設備100確定警報狀態的方式。最初，速度監視圖表500的參考元素包 括沿水平基本軸線取向的時間軸510和沿著垂直基準軸線取向的速度軸512。在圖標514 中展現出了數據的附註。相應的圖表記錄單位為毫米/秒（_/秒）的速度並且在記錄數 據點的時間段內記錄數據。
[0097] 在有代表性的實施方式中，包絡加速度傳感器（加速計）224測量和記錄旋轉工業 機械410的旋轉元件的速度。機器狀態指示傳感器和監視設備100在已知的可接受狀態期 間讀取多個初始數據點520,從而確定基線524。通常地，用於速度的數據點比7mm/s更大， 同時用於包絡加速度的數據點比4gE更大，並且用於溫度的數據點比50°C更大。
[0098] 連接各個相鄰的成對監視數據點520而繪製出監視數據點趨勢線522。監視數據 點趨勢線522展現出了旋轉工業機械410的速度狀態趨勢的圖示。一旦確立了基線524,微 型處理器210就確定旋轉工業機械410的操作的可接受極限。通過使用預設百分差540方 程式來確定旋轉工業機械410的操作的可接受極限。預定的百分比增量（delta)530被展 現在速度監視圖表500中，其中預定的百分比增量530代表旋轉工業機械410的操作的可 接受極限。
[0099] 可替代地，旋轉工業機械410的操作的可接受極限能夠展現為一系列預定百分比 增量參考點532。在一個示例中，預設百分差540可以是基線參考值的200%。機器狀態指 示傳感器和監視設備100繼續測量旋轉工業機械410的期望的操作狀態並且記錄相應的監 視數據點520。微型處理器210監視記錄的監視數據點520以確定趨勢線是否正接近預定 的百分比增量530或者數據點是否已超過預定的基線百分比增量530。隨著旋轉工業機械 410的旋轉元件的測量速度接近預定的百分比增量530,機器狀態指示傳感器和監視設備 100能夠增加測量的頻率從而檢驗旋轉工業機械410的操作狀態是否正處於警報狀態中。 通過在警報狀態534範圍內識別到的數據點範圍內的數量增加的監視數據點520,在示例 性的圖表中來說明該頻率的增加。在速度超過預定的百分比增量530的情況下（由警報狀 態過渡數據點538來標識），機器狀態指示傳感器和監視設備100確定並且然後檢驗旋轉工 業機械410已經進入到了警報狀態534,並且機器狀態指示傳感器和監視設備100轉換到警 報狀態。通過測量在預定的時間段中或者預定數量的重複數據點處測量旋轉工業機械410 的後續操作狀態參數能夠完成該檢驗。機器狀態指示傳感器和監視設備1〇〇將會通過點亮 相應的發光二極體230、232、234來指示報警。優選的輸出可以是穩定的或閃爍的紅光。機 器狀態指示傳感器和監視設備100另外能夠確定超過可接受範圍536的值。機器狀態指示 傳感器和監視設備100能夠修改發光二極體230、232、234的輸出信號從而基於超過可接受 範圍536的值的值來指示報警的嚴重程度。應當理解，機器狀態指示傳感器和監視設備100 能夠識別旋轉工業機械410的操作參數正接近預定的百分比增量530的狀態並且因此通過 點亮相應的發光二極體230、232、234發出黃光來指示該狀態。
[0100] 機器狀態指示傳感器和監視設備100可被編程從而使用來自基線的量化增量來 監視旋轉工業機械410的改變。圖8中示出的有代表性的溫度監視圖表600表明了機器狀 態指示傳感器和監視設備100通過使用量化的增量來確定警報狀態的方式。最初，溫度監 視圖表600的參考元素包括沿著水平基本軸線定向的時間軸線610和沿著垂直基準軸線定 向的溫度軸線612。圖例文字614表示對於數據的標註。相應圖表記錄了攝氏溫度並且記 錄了對照數據點被記錄下來的時間段上的數據。
[0101] 在有代表性的實施方式中，溫度傳感器220、222測量並且記錄旋轉工業機械410 的溫度。機器狀態指示傳感器和監視設備100在已知的可接受的條件下讀取數個初始數據 點620以確定基線624。連接各個相鄰的成對監視數據點620而繪製出監視數據點趨勢線 622。監視的數據點趨勢線622表示旋轉工業機械410的溫度狀況趨勢的圖形展現。一旦 基線624確立，微處理器210就確定旋轉工業機械410的運行可接受極限。旋轉工業機械 410的運行可接受極限通過利用預設的百分差640的公式確定。預定的量化的百分差630 在溫度監視圖表600中表示，其中所述預定的百分差630代表旋轉工業機械410的運行可 接受極限。可替代地，旋轉工業機械410的運行可接受極限可表示為一系列預定的量化的 增量參考點632。在一個實例中，預設的百分差640比基線參考值624大80 %。機器狀態指 示傳感器和監視設備100繼續測量旋轉工業機械410的所需的運行狀況並且記錄相應的監 視數據點620。微處理器210監視所記錄的監視數據點620以確定趨勢是否正接近預定的 量化的百分差630或數據點是否已經超過預定的基線百分比增量630。隨著旋轉工業機械 410的測量溫度接近預定量化的百分差630,機器狀態指示傳感器和監視設備100可增加測 量頻率以便檢驗旋轉工業機械的運行狀態是否正處於警報狀態。這通過在警報狀態634中 識別的數據點的範圍內的監視數據點620的增加的數量，在有代表性的圖表中表示出。在 溫度超過預定量化的百分差630的條件下，（通過警報狀態過渡數據點638識別），機器狀 態指示傳感器和監視設備100確定並且隨後檢驗旋轉工業機械410已經進入警報狀態634 並且機器狀態指示傳感器和監視設備100過渡到報警狀態。檢驗可通過在預定時間段或在 預定數量的重複數據點範圍內測量旋轉工業機械410隨後的運行狀態參數完成。機器狀態 指示傳感器和監視設備100會通過點亮相應的發光二級管230、232、234來指示警報。優選 的輸出是穩定的或閃爍的紅光。機器狀態指示傳感器和監視設備100可另外確定超出可接 受範圍636的數值。機器狀態指示傳感器和監視設備100可更改發光二級管230、232、234 的輸出信號從而基於超出可接受範圍636的值的值來指示警報的嚴重程度。應當理解的 是，機器狀態指示傳感器和監視設備100可識別旋轉工業機械410的運行參數正接近預定 量化的百分差630的狀態並且因此通過點亮相應的發光二極體230、232、234發出黃光來識 別該狀態。
[0102] 機器狀態指示傳感器和監視設備100的運行流程在圖9中所示的百分比監視流程 圖700的初始化部分表示並且在圖10中繼續表示為百分比監視流程圖702的監視和警報 部分。該過程通過將機器狀態傳感器和監視設備100安裝或附連到旋轉工業機械410就位 從而能夠監視旋轉工業機械410的旋轉元件（方框710)。機器狀態指示傳感器和監視設備 100的安裝可用螺紋安裝過程、結合附連過程等完成。一旦安裝，通過將磁性編碼鍵150的 鍵磁性接口 154與機器狀態指示傳感器和監視設備100的磁性讀取設備240接合，機器狀 態指示傳感器和監視設備100配置運行。鍵磁性接口 154與磁性讀取設備240通信從而相 應地對微處理器210編程（方框712)。編程過程根據所需參數配置機器狀態指示傳感器和 監視設備100,包括設定機器狀態指示傳感器和監視設備100為百分比監視模式、百分比限 制、可選的量化增量極限、測量周期的頻率等（方框714)。一旦配置，機器狀態指示傳感器 和監視設備100執行自測循環（方框716)。在機器狀態指示傳感器和監視設備100已經 成功完成自測和初始化的條件下，機器狀態指示傳感器和監視設備100通過點亮綠燈220、 222、224來指示自測成功完成。在機器狀態指示傳感器和監視設備100已經未完成該自測 的至少一個步驟的條件下，機器狀態指示傳感器和監視設備100通過點亮黃燈或紅燈220、 222、224來指示自測失敗（未示出）。機器狀態指示傳感器和監視設備100確定旋轉工業機 械410當前處在運行狀態（方框720)。一旦機器狀態指示傳感器和監視設備100確定旋轉 工業機械410是運行的，那麼機器狀態指示傳感器和監視設備100測量並且記錄各種監視 參數的初始數據點（方框722)。各種監視參數可包括一個或更多個溫度、速度、加速度等。 初始數據點用於確立基線（方框724)。可接受的極限用預設的參數計算，優選地用百分比 限制或可替代地用量化增量限制。機器狀態指示傳感器和監視設備100在預定的時間周期 執行睡眠模式（方框726)。睡眠模式可以是可編程的並且在識別到準許對於測量頻率的修 改的相應條件時睡眠模式可被自動更改。達到睡眠周期盡頭時，機器狀態指示傳感器和監 視設備100激發並且檢查旋轉工業機械410的運行狀態。機器狀態指示傳感器和監視設備 100確定旋轉工業機械410是否處在運行模式（判定方框728)。在機器狀態指示傳感器和 監視設備100確定旋轉工業機械410不在運行模式的情況下，機器狀態指示傳感器和監視 設備100返回到睡眠模式（方框726)。在機器狀態指示傳感器和監視設備100確定旋轉工 業機械410當前處在運行模式的情況下，機器狀態指示傳感器和監視設備100檢查、測量和 記錄關於旋轉工業機械410各種監視參數的數據點（方框730)。應當注意的是，延續方框 704設置用於確立圖9中所示的百分比監視流程圖700的初始化部分和圖10中所示的百分 比監視流程圖702的監視和警報部分之間的延續性。微處理器210將所測的和所記錄的當 前數據點與預設的極限對比以確定旋轉工業機械410是否正接近或當前被認為呈現警報 狀態（方框732)。在機器狀態指示傳感器和監視設備100確定當前所測的數據點處在可接 受範圍內的情況下，機器狀態指示傳感器和監視設備100返回到延長睡眠模式（方框740)。 延長睡眠模式（方框740)可與原睡眠模式具有相同的頻率（方框726)，或者機器狀態指示 傳感器和監視設備100可更改睡眠模式以降低頻率，從而延長檢查之間的時間。在機器狀 態指示傳感器和監視設備100確定當前所測的數據點正接近或已經超過可接受範圍的情 況下，機器狀態指示傳感器和監視設備100前進到縮減睡眠模式（方框742)。縮減睡眠模 式（方框742)增加測量的頻率，從而減少檢查之間的時間。機器狀態指示傳感器和監視設 備100以增加的頻率繼續監視各種預定參數的狀態從而確定旋轉工業機械410是否正接近 或已經進入警報狀態（方框750)。在每一連續的測量以後，機器狀態指示傳感器和監視設 備100確定數據是否將旋轉工業機械410置於警報狀態，其中所測參數在預設的參數之外 (方框760)。在機器狀態指示傳感器和監視設備100確定大部分最近所測的數據在可接受 極限內的情況下，機器狀態指示傳感器和監視設備100返回到延長睡眠模式（方框740)。 在機器狀態指示傳感器和監視設備100確定大部分最近所測的數值超過可接受極限的情 況下，機器狀態指示傳感器和監視設備100重複測量過程以檢驗旋轉工業機械410被證實 處在警報狀態（方框762)。應當注意的是，處在警報狀態的把握也可通過水平或量化的數 值確定，其中所述狀態超過預定的閾值水平。增量越大，警報狀態的把握越大。在實際警報 狀態確認時，機器狀態指示傳感器和監視設備100轉換成報警模式，點亮警報狀態報警器。 機器狀態指示傳感器和監視設備100會使點亮發光二級管230、232、234的其中一個。優選 的點亮是發出穩定或閃爍模式的紅光。可以按照變成次序點亮以識別特定的警報狀態。應 當理解的是，機器狀態指示傳感器和監視設備100可點亮發光二極體230、232、234的其中 一個以在正常運行期間發出綠光來指示機器狀態指示傳感器和監視設備100是運行的。可 替代地，機器狀態指示傳感器和監視設備100可點亮發光二級管230、232、234的其中一個 以在測量循環期間發出綠光來指示機器狀態指示傳感器和監視設備100是運行的，而機器 狀態指示傳感器和監視設備1〇〇會使發光二極體230、232、234在整個睡眠模式始終維持休 止配置。
[0103] 雖然該過程可利用百分比計算警報指示閾值530、630,但應當理解的是閾值可用 量化的增量計算出。量化的增量可被添加到已確立的基線值524、624。
[0104] 警報輸出可被編碼，其中編碼可以任何合適的格式提供給操作者440。
[0105] 警報輸出可呈現綠光，指示事件的可接受狀態或確認。
[0106] 內部警報可通過發出黃光而被識別。
[0107] 包絡加速度警報可通過單一旋轉次序的紅光的發出而被識別。
[0108] 速度警報可通過兩倍旋轉次序的紅光的發出而被識別。
[0109] 溫度警報可通過三倍旋轉次序的紅光的發出而被識別。
[0110] 由於可以對本發明所述的優選實施方式進行很多細節上的修改、變化和改變，所 以所希望的是，以上說明書中的以及附圖所示的所有內容被解釋成是示例性的而非限制性 的。因此，本發明的範圍應由所附權利要求及其法律等價物來確定。
【權利要求】
1. 一種監視旋轉機器的至少一個旋轉部件的狀態的方法，該方法包括以下步驟： 將機器狀態指示傳感器和監視設備（100)安裝到旋轉機器（410)上（方框710)，所述 設備（100)包括： 傳感器殼體，其包括基部子組件（120)和上部外罩（110)， 印刷電路組件（200)，其包括裝配到限定運算電路的印刷電路板（202)的部件，所述 部件包括微處理器（210)、數字存儲器部件（210)、可攜式電源（212)、至少一個狀態傳感器 (220, 222, 224)以及指令組（內嵌在210中），其中所述指令組通過所述微處理器（210)指 導所述電路的運算； 得到相應旋轉部件的至少一個運行特性的至少一個數據點以確定所述旋轉機器（410) 的至少一個運行特性的每一個的初始基線（方框722); 確立閾值，其中該閾值被計算為與相應基線的百分差； 將所述初始基線（524, 624)存儲在所述存儲器部件（210)中（方框724); 在所述旋轉機器（410)的運轉期間監視所述旋轉部件的每個相應的至少一個運行特 性（方框730); 將所述相應旋轉部件的每個所述相應的至少一個運行特性的當前得到的運行狀態數 據點與所述計算閾值（524, 624)進行對比來確定當前得到的狀態是否是接近警報狀態以 及超過警報狀態的其中之一（判定方框732);以及 基於所述當前得到的狀態數據點和所述相應存儲的基線數據值之間的所述對比的所 述輸出，繼續進行以下其中之一： 在所述百分差小於所述計算閾值的條件下，所述機器狀態指示傳感器和監視設備繼續 監視所述相應旋轉部件的狀態，以及 在所述百分差大於所述計算閾值的條件下，所述機器狀態指示傳感器和監視設備指示 警報狀態。
2. 根據權利要求1所述的監視旋轉機器的至少一個旋轉部件的狀態的方法，該方法包 括以下步驟： 當所述機器狀態指示傳感器和監視設備指示警報狀態時，點亮照明元件（方框770)。
3. 根據權利要求1所述的監視旋轉機器的至少一個旋轉部件的狀態的方法，該方法還 包括以下步驟： 在警報狀態的初始識別時，重複在所述旋轉機器（410)運轉期間得到所述相應旋轉部 件的所述至少一個運行狀態參數的所述步驟以證實所述警報狀態（方框762)，並且在具有 超過所述計算閾值的值的連續數據點的識別時，確立所述警報狀態並且接著激活警報指示 器。
4. 根據權利要求1所述的監視旋轉機器的至少一個旋轉部件的狀態的方法，所述方法 還包括以下步驟： 使用無線通信過程對所述微處理器（210)進行編程（方框712)。
5. 根據權利要求4所述的監視旋轉機器的至少一個旋轉部件的狀態的方法，其中通 過使用磁性讀取鍵（150)和相應的磁性讀取設備（240)來完成所述無線通信過程（方框 712)。
6. 根據權利要求1所述的監視旋轉機器的至少一個旋轉部件的狀態的方法，所述方法 還包括以下步驟： 在所述旋轉機器（410)運行期間根據數據查詢頻率監視所述相應旋轉部件的所述速 度、所述加速度和所述溫度的所述至少其中之一，其中所述頻率包括每個按序的數據查詢 之間的睡眠模式，其中所述睡眠模式將所述運算電路置於休眠、低功耗配置。
7. 根據權利要求6所述的監視旋轉機器的至少一個旋轉部件的狀態的方法，所述方法 還包括以下步驟： 當所述運算電路接近警報狀態以及超過所述警報狀態時增加所述的數據查詢頻率。
8. -種監視旋轉機器的至少一個旋轉部件的狀態的方法，該方法包括以下步驟： 將機器狀態指示傳感器和監視設備（100)安裝到旋轉機器（410)上（方框710)，所述 設備（100)包括： 傳感器殼體，其包括基部子組件（120)和上部外罩（110)， 印刷電路組件（200)，其包括裝配到限定運算電路的印刷電路板（202)的部件，所述 部件包括微處理器（210)、數字存儲器部件（210)、可攜式電源（212)、至少一個狀態傳感器 (220, 222, 224)以及指令組（內嵌在210中），其中所述指令組通過所述微處理器（210)指 導所述電路的運算； 得到相應旋轉部件的至少一個運行特性的至少一個數據點以確定所述旋轉機器（410) 的相應旋轉部件的速度（524)、加速度（524)和溫度（624)中的至少一個的初始基線（方框 722)； 將所述初始基線（524, 624)存儲在所述存儲器部件（210)中（方框724); 確立閾值，其中該閾值被計算為與相應基線的百分差； 在所述旋轉機器（410)的運轉期間監視所述相應旋轉部件的所述速度、所述加速度和 所述溫度中的所述至少一個（方框730); 將所述相應旋轉部件的所述速度、所述加速度和所述溫度中的所述至少一個的當前得 到的狀態數據與用於所述相應旋轉部件的所述速度、所述加速度和所述溫度中的所述至少 一個的每個的所述計算閾值（530, 630)進行對比來確定所述當前得到的狀態是否是接近 所述警報狀態以及超過所述警報狀態的其中之一（判定方框732);以及 基於所述當前得到的狀態數據和所述相應存儲的基線數據之間的所述對比的所述輸 出，繼續進行以下其中之一： 在所述百分差小於所述計算閾值的條件下，所述機器狀態指示傳感器和監視設備繼續 監視所述相應旋轉部件的狀態，以及 在所述百分差大於所述計算閾值的條件下，所述機器狀態指示傳感器和監視設備指示 警報狀態。
9. 根據權利要求8所述的監視旋轉機器的至少一個旋轉部件的狀態的方法，該方法包 括以下步驟： 當所述機器狀態指示傳感器和監視設備指示警報狀態時，點亮照明元件（方框770)。
10. 根據權利要求8所述的監視旋轉機器的至少一個旋轉部件的狀態的方法，該方法 還包括以下步驟： 在警報狀態的初始識別時，重複在所述旋轉機器（410)運轉期間得到所述相應旋轉部 件的所述速度、所述加速度和所述溫度中的所述至少一個的所述步驟以證實所述警報狀態 (方框762)，並且在具有超過所述計算閾值的值的連續數據點的識別時，確立所述警報狀 態並且接著激活警報指示器。
11. 根據權利要求8所述的監視旋轉機器的至少一個旋轉部件的狀態的方法，所述方 法還包括以下步驟： 使用無線通信過程對所述微處理器（210)進行編程（方框712)。
12. 根據權利要求11所述的監視旋轉機器的至少一個旋轉部件的狀態的方法，其中通 過使用磁性讀取鍵（150)和相應的磁性讀取設備（240)來完成所述無線通信過程（方框 712)。
13. 根據權利要求8所述的監視旋轉機器的至少一個旋轉部件的狀態的方法，其中所 述至少一個狀態傳感器（220, 222, 224)包括至少一個溫度傳感器（220, 222)，所述方法還 包括以下步驟： 通過將所述基部子組件120熱耦接到所述旋轉機器（410)，監視所述旋轉機器（410)的 溫度；以及 將所述基部子組件120和至少一個溫度傳感器（220, 222)彼此熱耦接。
14. 根據權利要求8所述的監視旋轉機器的至少一個旋轉部件的狀態的方法，所述方 法還包括以下步驟： 在所述旋轉機器（410)運行期間根據數據查詢頻率監視所述相應旋轉部件的所述速 度、所述加速度和所述溫度的所述至少其中之一，其中所述頻率包括每個按序的數據查詢 之間的睡眠模式，其中所述睡眠模式將所述運算電路置於休眠、低功耗配置。
15. 根據權利要求14所述的監視旋轉機器的至少一個旋轉部件的狀態的方法，所述方 法還包括以下步驟： 當所述運算電路接近警報狀態以及超過所述警報狀態時增加所述的數據查詢頻率。
16. -種監視旋轉機器的至少一個旋轉部件的狀態的方法，該方法包括以下步驟： 將機器狀態指示傳感器和監視設備（100)安裝到旋轉機器（410)上（方框710)，所述 設備（100)包括： 傳感器殼體，其包括基部子組件（120)和上部外罩（110)， 印刷電路組件（200)，其包括裝配到限定運算電路的印刷電路板（202)的部件，所述部 件包括微處理器（210)、數字存儲器部件（210)、可攜式電源（212)、至少一個加速計（224) 以及指令組（內嵌在210中），其中所述指令組通過所述微處理器（210)指導所述電路的運 算； 得到速度（524)和加速度（524)中的至少一個的至少一個數據點以確定所述旋轉機 器（410)的相應旋轉部件的速度（524)和加速度（524)中的至少一個的初始基線（方框 722)； 將所述初始基線（524, 624)存儲在所述存儲器部件（210)中（方框724); 確立閾值，其中該閾值被計算為與相應基線的百分差； 在所述旋轉機器（410)的運轉期間監視所述相應旋轉部件的所述速度、所述加速度和 所述溫度中的所述至少一個（方框730); 將所述相應旋轉部件的所述速度和所述加速度中的所述至少一個的當前得到的狀態 數據與用於所述相應旋轉部件的所述速度和所述加速度中的所述至少一個的每個的所述 計算閾值（530)進行對比來確定當前得到的狀態是否是接近警報狀態以及超過警報狀態 的其中之一（判定方框732);以及 基於所述當前得到的狀態數據和所述相應存儲的基線數據之間的所述對比的所述輸 出，繼續進行以下其中之一： 在所述量化的差小於v的條件下，所述機器狀態指示傳感器和監視設備繼續監視所述 相應旋轉部件的狀態，以及 在所述量化的差大於計算閾值的條件下，所述機器狀態指示傳感器和監視設備指示警 報狀態。
17. 根據權利要求16所述的監視旋轉機器的至少一個旋轉部件的狀態的方法，該方法 包括以下步驟： 當所述機器狀態指示傳感器和監視設備指示警報狀態時，點亮照明元件（方框770)。
18. 根據權利要求16所述的監視旋轉機器的至少一個旋轉部件的狀態的方法，該方法 還包括以下步驟： 在警報狀態的初始識別時，重複在所述旋轉機器（410)運轉期間得到所述相應旋轉 部件的所述速度和所述加速度中的所述至少一個的所述步驟以證實所述警報狀態（方框 762)，並且在具有超過所述計算閾值的值的連續數據點的識別時，確立所述警報狀態並且 接著激活警報指示器。
19. 根據權利要求16所述的監視旋轉機器的至少一個旋轉部件的狀態的方法，所述方 法還包括以下步驟： 使用無線通信過程對所述微處理器（210)進行編程（方框712)。
20. 根據權利要求19所述的監視旋轉機器的至少一個旋轉部件的狀態的方法，其中通 過使用磁性讀取鍵（150)和相應的磁性讀取設備（240)來完成所述無線通信過程（方框 712)。
21. 根據權利要求16所述的監視旋轉機器的至少一個旋轉部件的狀態的方法，該方法 還包括以下步驟： 通過測量所述旋轉構件的所述加速度確定所述旋轉元件的速度。
22. 根據權利要求16所述的監視旋轉機器的至少一個旋轉部件的狀態的方法，所述方 法還包括以下步驟： 在所述旋轉機器（410)運行期間根據數據查詢頻率監視所述相應旋轉部件的所述速 度、所述加速度和所述溫度的所述至少其中之一，其中所述頻率包括每個按序的數據查詢 之間的睡眠模式，其中所述睡眠模式將所述運算電路置於休眠、低功耗配置。
23. 根據權利要求22所述的監視旋轉機器的至少一個旋轉部件的狀態的方法，所述方 法還包括以下步驟： 當所述運算電路接近警報狀態以及超過所述警報狀態時增加所述的數據查詢頻率。
【文檔編號】G01M1/22GK104126108SQ201280070368
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2012年12月18日 優先權日:2011年12月21日
【發明者】J.D.墨菲 申請人:Skf公司