用于监测技术上的装置、如机器或设备的方法和布置制造方法及图纸

在监测技术装置(2)、如机器或设备时，其中装置(2)具有旋转的部件(3)和用于该部件的轴承(4)，其中在装置(2)的运行中检测装置(2)在超声波范围内的第一频带(71)中的声学辐射，检测装置(2)在超声波范围内的第二频带(72)中的声学辐射，其中第一频带(71)和第二频带(72)不重叠，其中从装置(1)在第一频带(71)中的声学辐射中测定用于轴承(4)的状态的至少一个特征值，根据本发明专利技术从装置(2)在第二频带(72)中的声学辐射中测定用于在装置(2)中进行的过程的过程参量的至少一个特征值。由此在测量技术耗费不变甚至减小时，仍能够继续改善对技术装置、如机器或设备的监测。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于监测根据权利要求1和权利要求10的前序部分所述的技术上的装置、如机器或设备的方法和布置。
技术介绍
在技术上的装置、如机器或设备中，为了不同的使用目通常有不同的测量技术的装置用于参量检测。一方面检测典型的、描述真正过程的过程参量，如压力或者温度。例如在润滑剂循环中的润滑剂流量是一种过程参量，其为了控制和/或调节润滑剂循环或者总体的技术装置而被测量和监测。另一方面，这种装置的磨损通过状态监测(ConditionMonitoring)以基于状态的维修的目的进行监测。例如测定轴承摩擦用于状态监测。特别地，在轴承(滚动轴承和滑动轴承)中的摩擦以及润滑剂(例如油)的流量对于在规划状态下必要的机器和设备安全的运行是重要的。因此测量技术地监测这两个过程是有意义的和有利的。根据现有技术对于各个监测分别使用单独的传感器，特别是当传感器对于不同的领域如状态监测和过程监测是重要的。例如通过测量泵的功率消耗或借助于流量传感器或压力传感器监测油循环。轴承中的摩擦通过单独的温度传感器监测。油循环和其测量技术常常单独地构造，并且以测量技术根本并不或仅薄弱地与轴承诊断的状态监测系统耦合(因为通常是不同的生产商)。但油循环的运行对油润滑的轴承和传动装置的运行特性有直接的影响。在此特别是在油循环中的流通量、粘性、温度、压力、磨损和异物颗粒是重要的影响参量，它们共同决定轴承和传动装置的寿命。>然而有问题的是，轴承摩擦的检测利用温度传感器仅仅强烈延迟地和被平滑地实现。通过在轴承中的颗粒的短摩擦事件不能够直接地检测。重大的温度提高常常仅在轴承的全部损坏之前立即出现。为了改善状态监测已经已知的是，检测在超声波范围内声学辐射并由此测定用于轴承状态的特征值(参见例如EP2623949A1,WO2009/037077A2,WO2013/044973A1以及申请人仍未公开的专利申请PCT/EP2012/057177)。用于测定在超声波范围内的声学辐射的传感器，也常常被称为“声学辐射传感器”，提供关于在超声波范围内的在固体中传播的声波的信息。在此研究的声学辐射出现在不同的过程中，如在摩擦、放电、泄露或腐蚀的情况下。在此测量材料特定的频率，该频率在不可逆的塑料变形中被激励。因此测定的特征值涉及轴承自身、即技术装置的部件的“不可逆的”材料或形状改变(例如折断、裂缝、糜烂、形变)。与此不同，过程参量是一种参量，其(共同)表征在装置中进行的过程、例如对于产品的加工过程或生产过程。在此通常是一种“可逆的”参量，该参量的值能够与运行状态有关地改变，在此(例如在相同的运行状态中)也能够重复地假定先前的值。特别地从WO2009/037077A2中已经已知，在装置的运行中，在没有重叠的不同频带中测定装置在超声波范围内的声学辐射。在此，从装置在第一高频带中的声学辐射中测定至少一个用于刚实现的轴承损坏的特征值，并且从装置在第二低频带中的声学辐射中测定至少一个用于已经出现的轴承损坏的特征值。
技术实现思路
从这一点出发，本专利技术的目的在于，提供一种方法和装置，借助于该方法和装置在测量技术上的耗费相同或甚至减少的情况下，还能够进一步改进对技术装置、例如机器或设备的监测。根据本专利技术，该目的通过根据权利要求1的方法以及根据权利要求10的布置实现。有利的构造方案是从属权利要求中相应的内容。在根据本专利技术的用于监测技术装置、如机器或设备的方法中，其中该装置具有旋转的部件和用于该部件的轴承，在装置的运行中检测装置在超声波范围中的第一频带中和在超声波范围中的第二频带中的声学辐射，其中第一频带和第二频带没有重叠。从装置在第一频带中的声学辐射中测定至少一个用于轴承状态的特征值，并且从装置在第二频带中的声学辐射中测定至少一个用于在装置中进行的过程的过程参量的特征值。本专利技术由该考虑出发，即，除了借助声学辐射监测轴承状态，也依据其声学辐射监测过程参量。如所证明的，不同于用于状态监测的频带的那些频带中的多个过程参量产生在超声波范围中的声学的辐射。这在一种频域中实现，在该频域中仍推荐用于状态监测的在超声波范围内常用的声学传感器。例如在30kHz和80kHz之间的频域的油循环的情况下，出现通过油循环引起的宽带的“噪声形的”的激励。该激励通过在油自身中的摩擦以及油直接在边界面上的摩擦产生，并且在机器的壳体中传播。这种振荡也能够典型地直接在轴承上测量，并因此能通过安装在轴承上的传感器检测。从用于过程参量的特征值中能够例如推断出配属于过程参量的部分过程的运行状态。通过测定过程参量，能够因此改善对技术装置的监测，并且因此提高技术装置的运行的安全性。因此可行的是，借助于已经使用用于状态监测的传感器机构和评估技术，优选利用相同的传感器来执行两个监测任务，由此能够减小测量技术上的费用。能够借助于模拟的和/或数字的过滤器实现将频域从振荡信号中分开。替换地当然也能够分别将单独的传感器用于两个频带，其中传感器中的一个具有其在第一频带的区域内的谐振频率，并且另一个传感器具有其在第二频带的区域内的谐振频率，并且其中两个传感器例如共同安置在单一的传感器装置、例如传感头中。在两个频带中测定声学辐射优选地同时实现，由此能够实现特别精确的监测。在精确性方面具有限制但原则上也是可行的是，声学辐射在时间上依次地，例如以有规律的时间间隔，交替地在频带中的相应的仅一个中测定。用于过程参量的至少一个特征值例如能够涉及传感器信号的包络线，根均方值(Root-Mean-Square-Wert)或最大值。特征值也能够通过在很大程度上的频率分析基于传感器信号的时间曲线和其包络线测定。由此例如也仍能够通过已知的轴承频率或者固定频率的电干扰滤出干扰信号。在此优选地并不仅仅测定一个而是测定多个特征值。如果在装置中多个子过程具有各一个配属于该子过程的过程参量并且这些子过程是有源的，并且在声学上良好耦联在这一个传感器或这两个传感器上，则原则上当然可行的是，从在超声波范围内的第二频带或另外的频带中仍测定用于另外的过程参量的特征值。这能够互相比较并且因此以特别简单的方式推导出其运行状态。如果子过程例如是不同的润滑剂循环，则通过比较特征值例如能够识别一个或多个循环的中断，或者能够推出在一个或多个循环中的改变(例如在流量、压力、粘性方面)。优选地用于状态监测的第一频带高于用于监测过程参量的第二频带。如已经证明的那样本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于监测技术上的装置(2)、如机器或设备的方法，其中所述装置(2)具有旋转的部件(3)和用于所述部件的轴承(4)，其中在所述装置(2)的运行中，‑检测所述装置(2)在超声波范围内的第一频带(71)中的声学辐射，‑检测所述装置(2)在超声波范围内的第二频带(72)中的声学辐射，其中所述第一频带(71)和所述的第二频带(72)不重叠，其中从所述装置(1)在所述第一频带(71)中的声学辐射中测定用于所述轴承(4)的状态的至少一个特征值，其特征在于，从所述装置(2)在所述第二频带(72)中的声学辐射中测定用于在所述装置(2)中进行的过程的过程参量的至少一个特征值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于监测技术上的装置(2)、如机器或设备的方法，其中所述
装置(2)具有旋转的部件(3)和用于所述部件的轴承(4)，
其中在所述装置(2)的运行中，
-检测所述装置(2)在超声波范围内的第一频带(71)中的声
学辐射，
-检测所述装置(2)在超声波范围内的第二频带(72)中的声
学辐射，
其中所述第一频带(71)和所述的第二频带(72)不重叠，
其中从所述装置(1)在所述第一频带(71)中的声学辐射中测
定用于所述轴承(4)的状态的至少一个特征值，
其特征在于，从所述装置(2)在所述第二频带(72)中的声学
辐射中测定用于在所述装置(2)中进行的过程的过程参量的至少一
个特征值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一频带(71)高
于所述第二频带(72)，其中优选地所述第一频带(71)高于80kHz，
特别在90kHz和160kHz之间的频带的至少一个子区域上延伸，并
且所述第二频带(72)优选地小于80kHz，特别在30kHz和80kHz
之间的频带的至少一个子区域上延伸。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过比较用
于所述过程参量的至少一个特征值和用于不同的运行状态的参考值，
推出配属于所述过程参量的子过程的运行状态。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在测定用于
所述轴承(4)的状态的至少一个特征值的情况下考虑用于所述过程
参量的至少一个特征值，特别地，检验用于所述轴承(4)的状态的
特征值的可信度。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，附加地检测
所述轴承(4)的温度，并测定用于所述温度的至少一个特征值。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，为了对源自
配属于所述过程参量的所述子过程的状态监测系统(42)的特征值
进行可信度测试，使用用于所述过程参量的至少一个特征值。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述过程参
量是润滑剂穿过所述装置(2)、特别是穿过所述轴承(4)的流量。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，单一的传感
器(11)既用于检测在所述第一频带(71)中的声学辐射、还用于
检测在所述第二频带(72)中的声学辐射。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，取决于一个
或多个特征值地控制和/或调节所述装置(2)。
10.一种用于监测技术上的装置(2)、如机器或设备的布置(1)，其中
所述装置(2)具有旋转的部件(3)和用于所述部件的轴承(4)，<...

【专利技术属性】
技术研发人员：汉斯亨宁·克洛斯，迪尔克·沙伊布纳，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE