监测系统的改进技术方案

本发明专利技术公开了一种用于监测机器（１０）的系统，该系统包括多个有策略地放置的感测装置（１１、１２、１３、１４），这些感测装置被安排用来检测特定的物理特性，例如振动、热能等。来自感测装置的输出信号被传送到处理器（１５），该处理器组合这些信号以产生表示机器的一个或多个特定部件的状态的控制信号。通过这种方法，可以连续地监测机器的状况。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于监测具有相对运动部件的机器(例如邮件分拣机)的系统。
技术介绍
诸如邮件分拣装置的机器具有相对高的处理能力，并且需要长时间地重复工作。这种机器的维护或修理所需的任何非工作时间都必须被适当地控制并保持最小。本专利技术就是为此目的而开发的。
技术实现思路
根据本专利技术，提供了一种用于监测具有相对运动部件的机器的系统，该系统包括至少两个感测装置，每个感测装置都被安排用来检测一个或多个特定物理特性，例如振动和/或热；以及控制装置，用于接收来自所述感测装置的信号，并且合并地处理所述信号以产生表示机器的一个或多个特定部件的状态的控制信号。本专利技术还提供了一种监测机器的方法，该方法包括以下步骤使用至少两个感测装置来检测特定物理特性，例如振动和/或热，以及合并地处理来自所述感测装置的信号以产生表示机器的一个或多个特定部件状态的控制信号。感测装置最好被安排用来检测两个或更多的不同物理特性以提供互补的传感信号数据并导致更可靠的机器状况指示。本专利技术还提供了一种用于监测皮带滑轮装置中的皮带的系统，该系统包括用于检测至少两个滑轮(皮带绕该滑轮被拖动)的转动运动的装置；用于检测皮带绕该滑轮的运动的装置；以及用于接收来自所述检测装置的信号并且合并处理地所述信号以确定任何皮带滑移的程度的装置。本专利技术还提供了一种用于监测皮带滑轮装置中的皮带的系统，该系统包括第一装置和第二装置，用于检测与皮带相关的物理特性，例如声振动，其中，所述第一装置和第二检测装置通常被安排在皮带带幅的两侧，由此可以把由所使用的所述检测装置产生的信号中的一个信号从另一个信号中减去，以便抵消外部背景信号。本专利技术还提供了一种用于监测皮带滑轮装置中的皮带的系统，该系统包括信号(例如红外光)发射装置和信号检测装置，其中，信号发射和检测装置被安装在相对于皮带的固定位置，检测装置检测由皮带表面反射后的来自发射装置的信号，并且其中来自发射装置的信号交替地对准和不对准皮带，由此可以把通过检测装置在那些交替时期所检测的信号中的一个信号从另一个信号中减去，以便抵消外部背景信号。这里使用的“皮带滑轮装置”一词意指不仅包括使用皮带将转动驱动从一根轴传递到另一根轴的机械装置，而且包括其中皮带在许多具有轴颈的心轴上方被拖动的传送带装置。附图说明现将参照附图以实例的方式描述本专利技术的实施例，其中图1是根据本专利技术的机器监测系统的示意图，图2是根据本专利技术的皮带监测系统的示意图，图3是图2系统的各个感测装置的输出信号的示意图，图4是皮带张力监测系统的示意图，以及图5a和5b是显示皮带张力监测系统的另外一种形式的示意图。具体实施例方式在图1中，数字10表示机器，例如邮件分拣机。该机器具有大量相对运动的部件，例如皮带和滑轮、轴和轴承等。它还具有相互之间通过许多接线连接在一起的大量电气和电子组件，例如马达、印刷电路板等。该机器通常需要每天分拣通过它的好几万封信件。一种用于监测机器的各种部件和组件的系统包括多个感测装置11、12、13和14。这些感测装置被安排在机器内和/或机器周围的控制关键点来检测特定的物理特性。感测装置11是用来检测振动的加速度计。例如，它可以放置在皮带和滑轮附近，并且被安排用来检测低频信号(小于25kHz)，该低频信号表示出由滑轮的失调、皮带的松动、或磨损的常规后期阶段所导致的问题。振动监测的基本原理是把能量提供给机器，该能量的一部分作为振动被耗散。这些振动的频谱内容取决于输入的能量和机器不同部件的共振频率。如果由于任何原因使机器的状态发生改变，机器的共振频率也会发生改变，从而振动将会变化。另一方面，如果输入的能量发生改变，例如如果皮带变松，振动也会变化。可以通过将加速度传感器附着在机器的不同部件上来测量振动，并且可以在正交方向上测量振动。振动监测会产生连续信号，因此，检测与故障有关的现象需要进行频域分析。已经发现，尽管振动监测在破坏已经很严重的情况下有用，但是它在故障起始的预测中效果较小。故障状态以及特别是故障状态的预兆，会导致能量损失。在轴承、心轴和其他运动部件中，已经发现通过声学方法(例如，声发射)和红外线传感器能够更有效地检测能量损失。感测装置12是用于检测声发射的声波探测器。它可以被设置用来检测较高频的声发射(高于50kHz)，该高频声发射表示轴承的滚动接触磨损。监测声发射的效果等同于检测高频(在50kHz和1MHz之间)结构振动作用(structure borne activity)。这种频带宽度对应于通常由破坏和磨损导致的能量损失机制发射的信号。理论上，将检测范围限定在这样的高频带能够使外部不相关的噪声源所导致的干扰最小。然而，声发射的一个缺点是随着频率的增加信号电平会降低传感器必须非常灵敏。声发射的监测产生非静态信号。然而，这些信号目前是在时域中处理的(适合使用统计动差)，结果产生诸如以下的参数耗损(distress)，对许多故障敏感的能量损失信号总和；或者分贝(dB)，高频信号的平均电平的量度。对于故障分析，由于数值取决于机器的速度、类型等，所以这是一种相对测量。感测装置13是用于检测红外光的热像仪。物体发射的红外光的量是其温度的指示并且随着物体温度的升高红外线的发射增加。因此，热像仪可以用来了解热量的分布并由此帮助查明例如由轴承的后期磨损或者电路板或电气连接中的故障所导致的过热点。感测装置14是用于检测共鸣的声学麦克风。共鸣是与振动固有频率相关的现象。皮带带幅的振动固有频率与皮带的张力有直接关系。这样，声学麦克风可以用来监测皮带张力。皮带张力(T)和振动频率(f)之间的关系可以根据已知的单位长度皮带的质量(m)和皮带幅长(1)，使用以下表达式计算得到T＝4ml2f2其中，T的单位为牛顿，f的单位为赫兹，l的单位为米，m的单位为千克/米。然而，由于皮带具有一定的挠曲刚度，对于给定频率的预测张力将会稍大于实际张力。这在短皮带幅长上最为明显，在这种情况下，皮带的弯曲刚度最大。监测系统具有一种将两个感测装置设置在皮带两侧的硬件构造，监测系统通过该硬件构造进行工作。这些感测装置通常为声学麦克风。把来自一个声学麦克风的信号从另一个声学麦克风的信号中减去，这样就利用了重叠效应。通过这种方法，读数非常可靠。然而，在过多的环境噪声被认为是潜在问题的情况下，要使用光学传感器。不同的皮带由不同的材料构成并由不同的方法制造。因此，每一种类型的皮带都有它自己特有的一组损坏特性。此外，损坏速度和故障机制可以通过暴露在紫外光、臭氧以及更为平常的环境条件(例如温度和湿度)下而受到影响。理想地，在传送和驱动皮带的故障机制的特性中考虑这些因素以产生可靠的预测结果。图4和5中显示了用于监测皮带张力的另选装置。图4显示了一种基于声学的系统。这种系统适合于能够接近皮带两侧且预期为高频(来自较短、较紧的皮带)的情况。大致为音叉形状的传感器头40被设置为使其两叉41、42分别在皮带43的两侧。在每一叉中都安装了高性能的驻极体传声器膜片44。该传声器膜片44检测由皮带43的振动所产生的声学信号。与吉他弦的张力决定其音调的原理一样，这种振动的频率是皮带张力的量度。在图中的参考数字45处，来自两个膜片44的信号被合并以在参考数字46处产生皮带张力的指示。由膜片44检测的声学信号中不仅包含来自皮带43本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于监测具有相对运动部件的机器的系统，其包括：至少两个感测装置，每个感测装置都被安排用来检测一个或多个特定物理特性，例如振动和／或热；以及控制装置，用于接收来自所述感测装置的信号并合并地处理所述信号以产生表示机器的一个或多个特定 部件的状态的控制信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔安尼科伊，罗伯特帕克，卢卡诺蒂尼，
申请(专利权)人：皇家邮政有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]