用于監(jiān)測驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)備的方法和裝置的制造方法
【專利摘要】提出一種用于監(jiān)測驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)備的方法和裝置。為了提高監(jiān)測驅(qū)動系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，為上述設(shè)備提供有益的解決方案，該設(shè)備包括可旋轉(zhuǎn)地布置的旋轉(zhuǎn)元件(10)、以及提供設(shè)置在旋轉(zhuǎn)元件(10)上用于檢測結(jié)構(gòu)聲音以作為檢測信號的檢測器(30)，其中通過從檢測信號中提取不會被撞擊在結(jié)構(gòu)上的聲音影響的信號部分，并且通過將該信號部分與參考參數(shù)進(jìn)行比較而執(zhí)行檢測信號的評估。基于該比較，確定是否存在驅(qū)動系統(tǒng)的劣化。
【專利說明】
用于監(jiān)測驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)備的方法和裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及用于監(jiān)測驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)備的方法以及用于監(jiān)測驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)備的裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在現(xiàn)有技術(shù)中，已知通過設(shè)備和方法對驅(qū)動系統(tǒng)的零件的磨損和損壞狀況下結(jié) 論。在美國專利2011/0142621 A1中已知一種系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中部件經(jīng)受聲波測試，其通過 使用聲音發(fā)生器對要被測試的部件首先執(zhí)行聲音應(yīng)用。由相關(guān)聯(lián)的傳感器測量的聲音信號 允許作出關(guān)于部件的機械狀況的結(jié)論。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明基于提出一種用于監(jiān)測驅(qū)動系統(tǒng)(例如，馬達(dá)或變速箱）的設(shè)備的改進(jìn)的方 法或改進(jìn)的設(shè)備的任務(wù)。相比于通過最簡單可能的方式的常規(guī)解決方案，尤其應(yīng)當(dāng)提高監(jiān) 測的應(yīng)用范圍。
[0004] 本任務(wù)通過根據(jù)權(quán)利要求1的用于監(jiān)測驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)備的方法以及根據(jù)從屬權(quán)利 要求的用于監(jiān)測驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)備的裝置解決。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種用于監(jiān)測驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)備的方法，其中該設(shè)備 包括可旋轉(zhuǎn)地布置的旋轉(zhuǎn)元件，該旋轉(zhuǎn)元件具有設(shè)置在其上用于檢測結(jié)構(gòu)聲音以作為檢測 信號的檢測器;該方法包括從檢測信號中提取非撞擊的信號部分;將提取的信號部分與參 考參數(shù)進(jìn)行比較;以及通過該比較確定是否存在機械系統(tǒng)的劣化。
[0006] 根據(jù)進(jìn)一步的方面，本發(fā)明涉及一種用于檢測驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)備的裝置，其中該設(shè) 備包括:可旋轉(zhuǎn)布置的旋轉(zhuǎn)元件，該旋轉(zhuǎn)元件具有設(shè)置在其上的檢測器以檢測被動結(jié)構(gòu)聲 音以作為檢測信號；以及用于執(zhí)行本文所述的其中一個典型方法的評估單元，其中評估單 元與檢測器連接用于信號傳輸。
[0007] 在典型的方法中，提取非撞擊的信號部分。關(guān)于結(jié)構(gòu)聲音信號，本方法通常作為被 動方法被提供。典型地，通過要被測試的設(shè)備的聲音的故意的或外部的撞擊(例如，測試聲 音信號)不被執(zhí)行。檢查的聲音部分通常通過要被監(jiān)測的設(shè)備的聲音檢查而單獨地形成。在 典型的實施例中，由于驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)備的常規(guī)操作，檢查的信號部分單獨地形成。
[0008] 典型的實施例提供了主動聲音應(yīng)用不具有無可辯駁的必要性的優(yōu)勢。典型的實施 例提供了這樣的優(yōu)勢：用于監(jiān)測驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)備的方法能夠在驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)備的操作期間 執(zhí)行。典型的實施例不包括聲音應(yīng)用工具。
[0009] 當(dāng)提取時，通常將檢測信號限制在至少一個之前定義的頻率范圍。出于此目的，例 如，提取可包括過濾，可選地為帶通濾波器或平均過濾器，其將檢測信號限制在一個頻率范 圍。在實施例中，頻率范圍的積分變換是可能的，因此執(zhí)行一組響應(yīng)頻率。在進(jìn)一步典型的 方法中，在較大頻率范圍中提取多個(例如，兩個或三個)非連續(xù)的子頻率范圍用于評估。在 此，在評估中可不考慮頻率，例如，該頻率與未響應(yīng)的參數(shù)相關(guān)，例如，干擾量。
[0010] 由于檢測信號是結(jié)構(gòu)聲音信號，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，根據(jù)需要被細(xì)分成非連 續(xù)的子頻率范圍的之前確定的頻率范圍具有20kHz的下限。作為可替代的選擇或此外，之前 定義的頻率范圍具有2MHz的上限。優(yōu)先地，之前定義的頻率范圍具有50kHz或100kHz的下 限。作為可替代的選擇或此外，之前定義的頻率范圍優(yōu)選地具有1MHz或300kHz的上限。
[0011] 根據(jù)一個方面，在將提取的信號部分與參考參數(shù)進(jìn)行比較的過程中，例如通過形 成檢測信號或統(tǒng)計方法的有效值(例如，確定峰態(tài))而提供采樣的數(shù)據(jù)。在一種情況中，超過 確定的閾值的位于頻率范圍內(nèi)的將被檢查的每個發(fā)射信號被認(rèn)為是所謂的聲音事件。這種 聲音事件是相對陡峭邊緣的并且可在檢查的頻率譜中被辨識為頻率選擇性峰值，即，作為 明顯超出在檢查時間或檢查的時間間隔中連續(xù)的頻率水平的信號水平。如果在跟隨之前執(zhí) 行的頻率依賴性過濾的時間范圍中也是合適的，則這種聲音事件也可顯示時間選擇性峰 值，即，如明顯超過如在時間期間所見為連續(xù)的時間或事件間隔的水平的聲音水平。
[0012] 為了檢查信號，可將信號分成時間間隔。典型地，檢查的時間間隔至少與聲音事件 一樣長，例如至少Is或至少500ms或至少100ms。典型地，聲音事件的持續(xù)時間為信號包絡(luò)大 于預(yù)定閾值期間的時間。典型地，連續(xù)不斷地重復(fù)該檢查。典型地，在一個時間間隔中完成 提取的信號部分的檢查之后，在隨后的時間間隔中繼續(xù)執(zhí)行提取的信號部分的進(jìn)一步的檢 查。該各自的檢查時間間隔可為相等的或不同的長度。
[0013] 在實施例中，由于頻率選擇性峰值的存在，在檢查時間間隔中檢查提取的信號。在 實施例中，由于時間選擇性峰值的存在，在檢查時間間隔中檢查提取的信號。
[0014] 頻率選擇性峰值通常超過明顯地處于至少±50%或至少±30%或至少± 10%的 峰值頻率的范圍中的水平。在明顯過量的情況中，頻率選擇性峰值的振幅通常比進(jìn)一步的 頻率部分的振幅高大約至少50 %或30 %或10 %。
[0015] 典型地，時間選擇性峰值明顯地超出至少± 50 %或至少± 30 %或至少± 10 %的檢 查時間間隔的平均水平的水平，時間選擇性峰值的振幅通常比在檢查時間間隔的進(jìn)一步的 信號圖案中的水平的振幅高至少50%或至少30%或至少10%。在實施例中，在明顯過量的 情況中，時間選擇性峰值的振幅通常比至少兩個檢查時間間隔的平均水平的振幅高50%或 至少30%或至少10%。
[0016]典型地，當(dāng)提取的聲音信號的上升邊緣或下降邊緣滿足以下不等式時聲音事件是 傾斜邊緣的：
[0018] At表示上升邊緣或下降邊緣的按時間排序的間隔。B表示激勵信號的帶寬和/或 傳輸媒介(例如，傳輸路徑）的帶寬。C是常數(shù)并且通常選擇在0.2與0.5之間的數(shù)值。在典型 的實施例中，C = 0.35。例如，如果激勵信號和傳輸路徑的帶寬B是100kHz，那么當(dāng)提取的聲 音信號的上升邊緣或下降邊緣在3.5ys或更小的時間間隔內(nèi)時聲音事件是陡峭邊緣的。
[0019] 在實施例中，當(dāng)提取的聲音信號的上升邊緣或下降邊緣顯示在最多50ys或最多5μ s或最多0.5ys的上升時間或下降時間時，聲音事件是陡峭邊緣的。在實施例中，提取的聲音 信號在正信號方向或負(fù)信號方向上的過調(diào)的邊緣陡度在提取的聲音信號中被檢查。
[0020] 根據(jù)一個方面對聲音事件計數(shù)。在典型的實施例中，以固定的時間間隔計數(shù)聲音 事件。在典型的實施例中，在操作期間固定的時間間隔的長度可為不變的。在典型的實施例 中，在操作期間固定的時間間隔的長度可為可變的，例如，可根據(jù)之前定義的或可定義的檢 查圖案改變。之前定義的或可定義的檢查圖案例如可顯示周期或非周期順序的各種固定時 間間隔。順序例如可顯示至少Is的持續(xù)時間的一個或多個時間間隔，或至少100ms的持續(xù)時 間的一個或多個時間間隔。在連續(xù)的評估中，通常執(zhí)行的按時間排序的平均檢測信號。在典 型的實施例中，每個評估的時間單元的事件的總計對應(yīng)于例如檢測器的采樣率或例如由計 時器產(chǎn)生的比率。評估這些總計事件的按時間排序的發(fā)展允許得出關(guān)于驅(qū)動系統(tǒng)的被監(jiān)測 的設(shè)備的實際狀況的結(jié)論，從該結(jié)論能夠給出驅(qū)動系統(tǒng)的，特別是驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)備的失效 的預(yù)知。
[0021] 根據(jù)一個方面，基于信號部分的參數(shù)，即來源于或可來源于從檢測信號提取的非 撞擊信號部分的參數(shù)以它的按時間排序的進(jìn)程為參考?；谛盘柌糠值膮?shù)可為信號部分 本身。通常地，基于信號部分的參數(shù)的斜率針對不同的時間間隔被確定。不同的時間間隔是 在時間的過程中的不同時間處開始或結(jié)束的時間間隔。該不同的時間間隔可為相等的持續(xù) 時間。該不同的時間間隔也可為不同的或部分不同的持續(xù)時間。
[0022] 通常地，斜率，即在不同的時間間隔期間對于一個時間間隔確定的斜率被比較。能 夠使用該比較確定是否存在機械系統(tǒng)的劣化。
[0023] 在典型的實施例中，時間間隔來源于檢測器的采樣頻率。典型地，時間間隔對應(yīng)于 檢測器的采樣頻率?？商娲兀缤ㄟ^外部計時器或無論如何目前的另一個計時器產(chǎn)生 用于時間間隔的計時，而不涉及檢測器的檢測頻率。
[0024] 在典型的實施例中，對時間間隔中的信號部分求和并且該和涉及按時間排序的進(jìn) 程。在實施例中，這是涉及按時間排序的進(jìn)程的計數(shù)的聲音事件的總和。
[0025] 在典型的實施例中，確定基于信號部分的參數(shù)的斜率。在此情況中，將專門地解釋 術(shù)語"斜率"。因此，斜率不一定以嚴(yán)格地數(shù)學(xué)角度意義確定;在基于信號部分的時間離散參 數(shù)的情況中，斜率可通過建立在鄰近采樣次數(shù)處的參數(shù)的差別而被近似地確定。
[0026] 此斜率的按時間排序進(jìn)程(例如，"扭折"）允許在比較中做出是否存在驅(qū)動系統(tǒng)的 設(shè)備或驅(qū)動系統(tǒng)的其他部件的劣化的判定。
[0027] 在典型的實施例中，檢測器布置在驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件上。驅(qū)動相關(guān)的力或重要 時刻可對此結(jié)構(gòu)構(gòu)件起作用。這能夠確保精確的監(jiān)測。驅(qū)動系統(tǒng)的實例是馬達(dá)或變速箱?？?提供驅(qū)動系統(tǒng)的進(jìn)一步的類型或如上引用的實例的子類型。例如，作為驅(qū)動系統(tǒng)的一個實 例的馬達(dá)可被配置為電動馬達(dá)，例如，配置為同步馬達(dá)或異步馬達(dá)或伺服馬達(dá)。馬達(dá)甚至可 被配置成非電氣驅(qū)動馬達(dá)，例如液壓驅(qū)動馬達(dá)、徑向活塞式馬達(dá)或軸線活塞式馬達(dá)。作為驅(qū) 動系統(tǒng)的一個實例的變速箱可被配置成例如直齒輪或行星齒輪或鏈輪或其他的流體靜力 學(xué)或流體動力學(xué)齒輪。驅(qū)動系統(tǒng)的實例也可為馬達(dá)(例如以上引用的其中一個馬達(dá)類型)和 齒輪(例如以上引用的其中一個齒輪類型，例如尺寸和小齒輪傳動）的組合。
[0028] 在典型實施例中的評估單元被設(shè)計成用于執(zhí)行如上所述的典型方法，尤其用于從 檢測信號中提取非撞擊的信號部分，將提取的信號部分與參考參數(shù)進(jìn)行比較并且通過該比 較確定是否存在驅(qū)動的劣化。
[0029] 根據(jù)進(jìn)一步的方面，提供一種無線傳輸工具用于在檢測器與評估單元之間的通 訊。該無線傳輸工具通常布置在旋轉(zhuǎn)元件上并且用于傳輸基于檢測信號的傳輸信號。用于 接收來自無線傳輸工具的傳輸信號的靜止無線接收工具轉(zhuǎn)而連接至評估單元。
[0030] 基于檢測信號的傳輸信號在實施例中為檢測信號本身。在進(jìn)一步的實施例中，本 文描述的部分方法已經(jīng)支持旋轉(zhuǎn)元件地被執(zhí)行，例如以信號預(yù)處理的形式。在實施例中，這 些部分可例如包括從檢測信號中提取非撞擊的信號部分。通過實例，支持旋轉(zhuǎn)元件實現(xiàn)的 離散化或調(diào)制或過濾可導(dǎo)致在傳輸期間將不會增加的可能存在的任何信號噪聲。例如，當(dāng) 離散或調(diào)制或過濾已經(jīng)確保支持旋轉(zhuǎn)元件時通?？商岣咝盘栐肼暠嚷?。
[0031] 在實施例中，以上所述方法的更復(fù)雜部分，因此尤其是比較和確定部分在評估單 元中執(zhí)行。靜止評估單元通常適合于適應(yīng)該復(fù)雜性，例如在其中的計算密集性能量密集性 或占用空間的部件，然而能夠直接地在旋轉(zhuǎn)元件處檢測檢測信號的檢測器可通常具有要求 此目的的部件。這可減小裝置對誤差的敏感性并且可減小對驅(qū)動系統(tǒng)可能不期望的作用。
[0032] 檢測信號從旋轉(zhuǎn)元件到靜止評估單元的無線傳輸使數(shù)據(jù)能夠簡單的傳輸，其中僅 幾個被容納的部件要求同時在旋轉(zhuǎn)元件中使用。典型的實施例是有成本效益的。在選擇發(fā) 生無線傳輸?shù)男盘栨溨械牡攸c通?？蓪崿F(xiàn)良好的靈活性。
[0033] 在實施例中，評估單元被設(shè)計成通過關(guān)于參考參數(shù)比較來確定是否存在機械系統(tǒng) 的損壞或劣化。
[0034] 換句話說，實施例中的評估單元通過比較評估驅(qū)動系統(tǒng)的被檢測的設(shè)備的當(dāng)前狀 況。在此基礎(chǔ)上，可給出設(shè)備的失效預(yù)知，這與已知的步驟(例如損壞累積方法)形成對照， 其通常不會忽視設(shè)備的真實的實際狀況。
[0035]在實施例中，無線傳輸方式顯示有光發(fā)射器。在實施例中，無線接收方式顯示有光 接收器。光信號傳輸可實現(xiàn)用于有用信號的大傳輸帶寬。通常地，在光信號傳輸中噪聲比率 大。
[0036] 在實施例中，旋轉(zhuǎn)元件是齒輪，可選地為小齒輪。通常地，驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)備為齒條 和小齒輪傳動。
[0037] 當(dāng)使用小齒輪時，與至少一個帶齒的齒條的相同機械配合（即，由小齒輪和齒條形 成的機械系統(tǒng)）由通過評估單元執(zhí)行的評估來評估。常見的解決方案經(jīng)常在驅(qū)動系統(tǒng)的靜 止元件上提供多個傳感器，因此在齒條上提供多個傳感器。在所述中，在根據(jù)所述方面的當(dāng) 前情況中，在旋轉(zhuǎn)元件中僅需要單個傳感器來監(jiān)測驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)備。
[0038] 在實施例中，檢測器顯示有固定至旋轉(zhuǎn)元件的用于接收結(jié)構(gòu)聲音信號的結(jié)構(gòu)聲聲 音傳感器。結(jié)構(gòu)聲音至結(jié)構(gòu)聲音傳感器的傳輸本質(zhì)上直接發(fā)生并且沒有本質(zhì)上的衰減。通 常，在尚敏感性和低噪聲部件的檢測時可能的。通常，評估準(zhǔn)確性提尚。
[0039]在實施例中，檢測器顯示出用于處理接收到的結(jié)構(gòu)聲音信號的信號處理電路。通 過此處出現(xiàn)的信號處理，可提前處理檢測信號，例如預(yù)過濾。其可適于無線傳輸?shù)木唧w問 題，例如通過調(diào)制過程等。在實施例中，將一部分的評估信號整合在信號處理電路中。關(guān)于 無線傳輸路徑的可能失效敏感性，可在評估電路的整體部分中過濾、放大和/或去除檢測信 號的數(shù)據(jù)。
[0040] 在實施例中，評估單元顯示有用于以無線方式傳輸能量的靜止發(fā)射器。在旋轉(zhuǎn)元 件上提供連接至檢測器的接收器，該接收器接收來自在無線路徑上的靜止發(fā)射器的能量并 且通常向檢測器供應(yīng)電能。
[0041] 換句話說，在實施例中，提供能量傳輸設(shè)備，該能量傳輸設(shè)備的發(fā)射器是精致的并 且被供應(yīng)能量，并且該能量傳輸設(shè)備的接收器布置在旋轉(zhuǎn)元件上并且為檢測器供應(yīng)能量。 與有用信號從旋轉(zhuǎn)元件到靜止評估單元的傳輸相似，檢測器的能量供應(yīng)和/或鄰近的和同 樣的旋轉(zhuǎn)零件通常以無線方式確保。
[0042] 當(dāng)經(jīng)由以上引用的光學(xué)連接執(zhí)行無線傳輸時，感應(yīng)傳輸路徑適合于該能量傳輸。 此傳輸路徑幾乎不在其噪聲比率方面影響光學(xué)傳輸路徑，但是能夠?qū)崿F(xiàn)有效的能量傳遞。 檢測器不需要它自己例如以電池等的形式的完整能量供應(yīng)。
[0043] 在光學(xué)不間斷地連續(xù)，即，檢測器的永久能量供應(yīng)的情況中，檢測器自身的信號輸 出可被操作成連續(xù)的（即，以時間連續(xù)或時間離散方式的連續(xù)）。通常地，可在評估單元中執(zhí) 行檢測信號的連續(xù)評估。通常地，執(zhí)行儲存能量和/或評估結(jié)果和/或觀察間隔。
【附圖說明】
[0044] 通過附圖將在下文中解釋本發(fā)明的優(yōu)選實施例的進(jìn)一步優(yōu)勢和特征。在附圖中示 出：
[0045] 圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的有益的裝置的橫向截面示意圖；
[0046] 圖2為根據(jù)實施例在裝置中使用的齒條和小齒輪布置的示意圖；
[0047] 圖3為用于解釋根據(jù)該實施例的有益的裝置和有益的方法的評估的傳感器測量數(shù) 據(jù)的示例性圖表。
【具體實施方式】
[0048] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的有益的裝置的橫截面示意圖。
[0049] 在圖1中，示出了驅(qū)動系統(tǒng)的被監(jiān)測的一部分設(shè)備，在圖1的示例性的實施例中，該 部分是以小齒輪為形式的旋轉(zhuǎn)元件10,當(dāng)操作時，該旋轉(zhuǎn)元件10與齒條（圖1中未示出）接 合。
[0050] 從圖2的表示中能夠更詳細(xì)地看出，作為旋轉(zhuǎn)元件10的小齒輪與第一齒條12以及 另外的連續(xù)的第二齒條13的齒條布置可操作地連接。
[0051] 再次參照圖1會意識到，旋轉(zhuǎn)元件10相對于評估單元100(如下所述）可旋轉(zhuǎn)地布 置，并且如果需要，無線接收工具60(同樣如下所述)也相對于進(jìn)一步的靜止元件（未示出） 可旋轉(zhuǎn)地布置。在此情況中，"靜止"應(yīng)理解成對旋轉(zhuǎn)元件10的相對參考，即，上述分別的靜 止元件可相對于同一元件是運動的，例如關(guān)于容納驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)備是運動的。
[0052]在旋轉(zhuǎn)元件10內(nèi)的檢測器底座20中，容納有檢測器30,檢測器30被構(gòu)造成檢測結(jié) 構(gòu)聲信號并且將該結(jié)構(gòu)聲信號作為以檢測信號的形式的信號參數(shù)供應(yīng)至信號處理電路40， 信號處理電路也布置在旋轉(zhuǎn)元件10中。檢測器30通過檢測器底座20機械地固定至旋轉(zhuǎn)元件 10,使得旋轉(zhuǎn)元件10允許結(jié)構(gòu)聲信號（即，聲音信號)在旋轉(zhuǎn)元件10中傳播以被直接地檢測。 [0053]檢測器30顯示有固定至旋轉(zhuǎn)元件的用于接收結(jié)構(gòu)聲音信號的結(jié)構(gòu)聲聲音傳感器 31。在圖1所示的實施例中，評估單元顯示有用于以無線方式傳輸能量的靜止發(fā)射器70。在 旋轉(zhuǎn)元件上提供連接至檢測器的接收器80，該接收器接收來自在無線路徑上的靜止發(fā)射器 的能量并且向檢測器供應(yīng)電能。
[0054]響應(yīng)的結(jié)構(gòu)聲音信號（聲發(fā)射，"AE"）顯示本質(zhì)上脈沖形狀的激勵進(jìn)程，并且當(dāng)在 機械系統(tǒng)中（因此例如在驅(qū)動系統(tǒng)中）發(fā)生引起系統(tǒng)的狀況劣化的事件(諸如，例如在疲勞 失效之前的裂縫形成)時出現(xiàn)。這還能夠使得如果誤差原因非常難檢測，例如在小齒輪與齒 條之間潤滑不足的情況下，或當(dāng)例如在激光加工機中形成的嚴(yán)重粉塵出現(xiàn)時，能夠分別通 過上述有益的裝置和有益的方法實現(xiàn)驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)備的精確監(jiān)測。
[0055] 如圖1中的示例性的實施例示出：在檢測信號的預(yù)過濾和濾波在信號處理電路40 中完成后，現(xiàn)將對該檢測信號進(jìn)行評估。提供因此來源于該檢測信號的傳輸信號以通過無 線傳輸工具50將其傳輸至以上引用并且設(shè)置在靜止側(cè)上的無線接收工具60。無線接收工具 60是相對于旋轉(zhuǎn)元件10靜止的。無線接收工具60繼而將傳輸信號以有線或無線方式供應(yīng)至 以上引用的評估單元100。
[0056] 現(xiàn)在評估單元100通過從該信號提取信號部分并且將其與參考參數(shù)進(jìn)行比較來評 估由此傳輸來的信號。
[0057] 然而，可能已經(jīng)通過信號處理電路40進(jìn)行了很大程度的提取，例如過濾。檢查信號 部分，該信號部分是系統(tǒng)的特征并且是系統(tǒng)劣化的可能形式。例如，檢查在該范圍內(nèi)的某些 之前定義的頻率范圍，在該范圍中結(jié)構(gòu)聲音信號能夠傳播。在此情況中，可能的之前定義的 頻率范圍具有20kHz或50kHz或100kHz的下限。作為可替代選擇或此外，頻率范圍具有 300kHz或1MHz或2MHz的上限。
[0058] 關(guān)于檢測器的性質(zhì)，例如以時間連續(xù)和數(shù)值連續(xù)的方式操作的（模擬)檢測器、以 時間離散和量化方式操作的(數(shù)字)檢測器是可能的。
[0059] 評估單元100對供應(yīng)至其的檢測信號取樣并且在通過統(tǒng)計方法提取之后抽取數(shù)據(jù) 的采樣。在當(dāng)前的情況中，將聲音事件計數(shù)，求和并且分配給各自評估時間的循環(huán)數(shù)。聲音 事件是之前定義的檢測信號的振幅閾值的每個超額量(可能的頻變）。
[0060] 在圖3中的示例性圖表中，示出了評估圖表，該評估圖表引起這樣的方式。在所示 實例中，一旦超過50000的循環(huán)數(shù)，每個循環(huán)的聲音事件的數(shù)量就明顯地增加。評估單元100 導(dǎo)出從事件歷史的可能失效時間的預(yù)后判斷。
[0061] 在當(dāng)前的實施例中，在每個檢查時間間隔評估該信號進(jìn)程的斜率。由于檢查時間 離散值，因此通過建立按時間順序地連續(xù)的信號值的差別執(zhí)行斜率的近似值。
[0062] 一旦在由此獲得的斜率曲線的進(jìn)程中識別出特征"扭折"，即，例如此斜率的特征 增加，例如可得出該驅(qū)動系統(tǒng)的顯著劣化的結(jié)論。特征"扭折"可解釋為曲線的范圍，在該范 圍中，斜率、甚至以合理近似值的斜率不是線性的，因此信號進(jìn)程以非線性方式增加。"扭 折"不是必須為不可微分的。該信號的單調(diào)遞增函數(shù)的存在，超過定義的或可定義閾值的斜 率，可例如為存在特征"扭折"的充分條件。能夠從其期望這種"扭折"的閾值例如為在典型 的幾個小時的觀察期間斜率超過25%的改變。"扭折"的按時間排序的位置是依據(jù)信號振幅 的高度的典型地獨立的、分別地魯棒性的。
[0063]可以經(jīng)驗為主地確定閾值。檢測器30設(shè)置在旋轉(zhuǎn)元件10中?？傻贸鲫P(guān)于其他元件 的失效的可能時間的結(jié)論。這些其他元件不同于旋轉(zhuǎn)元件10。
[0064]旋轉(zhuǎn)元件10分別與齒條12和齒條13連接。檢測器設(shè)置在旋轉(zhuǎn)元件10中。僅通過一 個檢測器30對不僅驅(qū)動系統(tǒng)的單個部件還可能對若干驅(qū)動系統(tǒng)元件進(jìn)行監(jiān)測(例如使用期 監(jiān)測)是可能的。
【主權(quán)項】
1. 一種用于監(jiān)測驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)備的方法，其中，所述設(shè)備具有可旋轉(zhuǎn)地布置的旋轉(zhuǎn)元 件，所述旋轉(zhuǎn)元件具有布置在其上用于檢測結(jié)構(gòu)聲音以作為檢測信號的檢測器;所述方法 包括： 從所述檢測信號中提取非撞擊信號部分； 將提取的所述信號部分與參考參數(shù)進(jìn)行比較；以及 基于所述比較確定是否存在機械系統(tǒng)的劣化。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括： 將所述檢測信號限制在至少一個之前定義的頻率范圍。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括： 將所述檢測信號限制在具有20kHz的下限和/或2MHz上限的頻率范圍。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法包括以下步驟： 對超過之前定義的閾值的信號部分進(jìn)行計數(shù)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括： 參考基于參數(shù)的按時間順序的發(fā)展的信號部分的參數(shù)；以及 基于針對不同時間間隔的信號部分確定每種情況下的參數(shù)的斜率；以及 比較斜率以確定是否存在機械系統(tǒng)的劣化。6. -種用于監(jiān)測驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)備的裝置，其中所述設(shè)備包括可旋轉(zhuǎn)地布置的旋轉(zhuǎn)元 件，所述裝置包括： 布置在所述旋轉(zhuǎn)元件上用于檢測被動結(jié)構(gòu)聲音以作為檢測信號的檢測器；以及 用于實施根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的方法的評估單元，其中所述評估單元與所 述檢測器連接用于信號傳輸。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，包括： 設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)元件上用于傳輸基于所述檢測信號的傳輸信號的無線傳輸工具；以及 與所述評估單元連接用于接收來自所述無線傳輸工具的傳輸信號的靜止無線接收工 具。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中，所述無線傳輸工具包括光發(fā)射器，并且其中，所述 無線接收工具包括光接收器。9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中，所述檢測器包括結(jié)構(gòu)聲音的傳感器，所述傳感器 固定連接至所述旋轉(zhuǎn)元件以接收結(jié)構(gòu)聲音信號。10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中，所述檢測器包括用于處理接收到的所述結(jié)構(gòu)聲 音信號的信號處理電路。11. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，包括： 用于能量的無線傳輸?shù)撵o止發(fā)射器；以及 設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)元件上的接收器，所述接收器與所述檢測器連接以接收來自所述靜止 發(fā)射器的能量并且至少為所述檢測器供應(yīng)電能。
【文檔編號】G01M13/00GK105865762SQ201610084903
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年2月14日
【發(fā)明人】菲利普·伊薩貝
【申請人】維特恩斯坦股份公司