专利名称：旋转机械的轴的烈度分析装置及方法
技术领域：
本公开总体上涉及监视和控制系统。更具体地，本发明涉及旋转机械的轴的烈度(severity)分析装置和方法。
背景技术：
几乎所有类型的旋转机械都包括轴。轴可用于将来自旋转动力源的机械动力传递至适当的载荷。旋转动力源可包括电动机或煤气发动机和涡轮机。旋转机器可具有单个轴或例如通过齿轮或皮带传动机制而耦合在一起的多个轴。根据它的用途，旋转机器中的轴的故障可能是危险的并导致重大的维护和安全问题。在很多情况下，轴的故障在其起初可能引起极小影响，但如果没有及时地校正的 话会引起更为严重的损坏。例如，由于应力而裂缝的轴可能不会使其关联机器的操作停止。然而，如果该机器继续操作而不进行适当的维护的话，则该裂缝会导致完全的破裂，这会破坏机器的其它部分或机器周围的组件。

发明内容
本公开提供了一种旋转机械的轴的烈度分析装置及方法。在第一实施例中，该方法包括接收表示操作过程中机器的轴所产生的物理振动的一个或多个振动信号。所述方法还包括确定轴的旋转速度。所述方法进一步包括基于所述轴的速度识别所述振动信号的一组或多组频率分量。每组频率分量与所述轴的操作特性相关联。此外，所述方法包括基于在每组频率分量中频率分量的相对能级确定所述轴的一个或多个健康指不器(health indicator)。在第二实施例中，一种装置包括至少一个接口，其配置成接收表示操作过程中机器的轴所产生的物理振动的一个或多个振动信号。所述装置还包括至少一个处理单元，其配置成确定轴的旋转速度并且基于所述轴的速度识别所述振动信号的一组或多组频率分量。每组频率分量与所述轴的操作特性相关联。所述至少一个处理单元还配置成基于在每组频率分量中频率分量的相对能级来确定所述轴的一个或多个健康指示器。在第三实施例中，一种计算机可读介质包含计算机程序。所述计算机程序包括用于接收表示操作过程中机器的轴所产生的物理振动的一个或多个振动信号的计算机可读程序代码。所述计算机程序还包括用于确定轴的旋转速度的计算机可读程序代码。所述计算机程序进一步包括用于基于所述轴的速度识别所述振动信号的一组或多组频率分量的计算机可读程序代码。每组频率分量与所述轴的操作特性相关联。此外，所述计算机程序包括用于基于在每组频率分量中频率分量的相对能级确定所述轴的一个或多个健康指示器的计算机可读程序代码。其它技术特征，本领域技术人员可很容易地由以下的附图、说明书和权利要求获知。


为了更完整地理解本公开和它的特征，结合附图，参考下述说明，其中图I图示了根据本公开的示例性烈度分析系统；图2和3图示了根据本公开的轴的示例性总体振动级和示例性操作特性；图4图示了根据本公开确定轴的一个或多个健康指示器的示例性过程；图5图示了根据本公开的示例性振动烈度分析仪；以及图6图示了根据本公开的轴的示例性健康指示器。
具体实施例方式由图I至6，如下所述，以及用于说明本专利文件中本发明原理的各种实施例，仅用于说明而不能以任何方式解释为限制本发明的范围。本领域技术人员可理解本发明的原理可以在任何类型的适当安排的设备或系统中得以实施。图I图不了根据本公开的不例性烈度分析系统100。如图I所不,系统100包括振动烈度分析仪102，其用于分析在操作过程中机器106的一个或多个轴104所产生的物理振动。例如，分析仪102可接收来自物理耦合至机器106的一个或多个振动换能器110和/或转速计108的信号。所述分析仪102然后可以分析接收到的信号来确定机器106或它的轴104的健康或操作状态。转速计108测量轴104的旋转速度并产生指示所测量旋转速度的信号。转速计108可代表任意适当类型的装置。例如，转速计108可包括安装在机器的外壳上的耦合线圈，其与另一个线圈、磁铁、或安装在轴104上的其它电磁结构一起作用，以随着轴104的每一次旋转产生短的电脉冲。在其他实施例中，转速计108可在所述分析仪102或其他装置内实施，例如通过使用软件指令。在这些实施例中，所述分析仪102或其它装置可间接确定轴104的旋转速度，例如通过使用从换能器110接收的信号来估计轴104的速度。每个振动换能器110代表任何类型的将振动能量转换成表示振动能量的信号的装置。在一些实施例中，振动换能器110可包括一个或多个加速度计，其用来测量沿一个或多个正交方向的振动能量。加速度计可以包括，例如用于将振动能量转换为电信号的电磁或压电元件。机器106代表具有一个或多个轴104的任何装置。机器106的示例包括电动机或煤气发动机、风机、泵、发电机、或推进器。在很多情况下，一个或多个机器106的多个轴104可彼此耦合来提供有用的功能。例如，电动机的轴可与泵耦合，这样可以使用供给电动机的电能来泵送流体。机器106的轴104可具有与其用途相关联的特定的固有操作特性。例如，轴104的操作特性可包括它的旋转速度，它与其它机器的轴的对准度，或者存在于轴承的磨损程度，所述轴承将轴104支撑在相对于机器106的相对固定位置。在很多情况下，这些操作特性在操作过程中会产生特定类型和级别的振动。对于旋转速度操作特性，轴104会在其速度的基频处产生振动能量。因此，以3600转每分钟(RPM)的速度转动的轴104会产生大约60赫兹的振动能量。耦合到另一机器的轴的一个轴会产生多倍(例如两倍)于其旋转速度的振动能量，这是由于一个轴相对于另一个轴的未对准。而且，一个轴会在其旋转速度的多个不同谐波产生振动能量，这是由于轴承磨损或其它因素。
根据本公开，分析仪102分析与机器106相关联的振动数据，并确定轴104的健康或状况。例如，分析仪102能够确定轴104的旋转速度，例如通过使用转速计108或使用来自换能器110的数据。分析仪102还能接收来自换能器110的振动信号并识别一组或多组频率分量。每组频率分量可以与轴104的一个特定操作特性相关联。分析仪102可基于在每组频率分量中存在的频率分量的相对能级进一步确定轴104的一个或多个健康指示器。这样，分析仪102能够检测特别是轴104的问题或大体上机器106的问题。理想地，这一检测发生在机器106或周围组件遭受更严重损害之前。分析仪102包括用来接收和分析振动信号的任何合适的结构。例如，分析仪102可仅使用硬件实现或使用硬件和软件/固件指令的结合来实现。在这一实例中，分析仪102使用计算系统112来实现，所述计算系统112包括至少一个存储单元114、至少一个处理单元116、以及至少一个网络接口 118。所述至少一个存储单元114包括任何适当的易失性和/或非易失性存储和检索装置(一个或多个)，例如硬盘、光存储盘、RAM、或ROM。所述至·少一个处理单元116包括任何适当的处理结构(一个或多个)，例如微处理器、微控制器、数字信号处理器、专用集成电路、或者现场可编程门阵列。所述至少一个网络接口 118包括任何适当的用于通过一个或多个网络进行通信的结构(一个或多个)，例如有线以太网接口或无线接口。这表示一个可实现所述分析仪102的具体方式，并且可以使用分析仪102的其它实现方式。当用软件和/或固件来实现时，分析仪102可包括分析一个或多个机器106的振动的任何适当的程序指令。用户接口 120可用于与分析仪102交互，例如启动分析以及查看分析结果或警报。用户接口 120包括用于给用户提供信息和接收来自用户的信息的任何适当的结构。例如，用户接口 120可以表示显示设备。尽管图I图示了烈度分析系统100的一个示例，但是可对图I做各种改变。例如，所述系统100可包括任何数量的分析仪102、轴104、机器106、转速计108、换能器110、计算系统112、和用户接口 120。而且，图I中所示的功能划分仅用于说明。根据特定需要，图I中的各种组件可被结合、进一步细分、或者省略并且可以添加附加组件。例如，计算系统112可集成在用户接口 120中。此外，机器106可具有包括任何数量的组件的任何适当的结构以及与其它机器的任意布置。图2和3图示了根据本公开的轴104的示例性总体振动级的示例性操作特性。特别是，图2所示的图表200示出表示轴104的总体振动级的绘图(plot) 202,并且图3示出了所述轴104的多个操作特性绘图302-304的图表300。操作特性绘图包括在旋转时指示轴104相对于它的外壳的松动(looseness)的轴松动绘图302以及指示轴104的不平衡度的轴不平衡绘图304。如图2中的总体振动级绘图202所示，轴104的总体振动级在这一时间段期间变化相对小。然而，图3中的轴松动绘图302和轴不平衡绘图304各自清晰地显示出在该相同的时间段期间，轴104的松动和不平衡剧烈变化。这样，监视轴104的总体振动级不能为及时检测出轴故障带来足够的信息。此外，由总体振动级绘图202提供的信息显示出，轴104表现出相对高的振动级，这可指示潜在的故障情况。因此，仅根据总体振动级绘图202所提供的信息，能够合理推断出具有轴104的机器106应当被停止以进行修理。事实上，机器106在图表200和300中所示的时间段的大部分或显著部分时间能够保持它当前的操作状况。分析仪102因此可用来提供与轴104的某一操作特性相关联的指示，从而提供可用于及时检测轴故障的有用信息。尽管图2和3图示了轴104的总体振动级和操作特性的示例，但可以对图2和3做各种改变。例如，图2和3仅示出了旋转机器的振动特性的示例。其它旋转机器可表现出不同的振动类型和振动级。作为一个具体示例，两个相同类型的旋转机器由于众多因素可能会表现出不同的振动级，所述因素例如载荷水平、这些载荷水平的变化率、和各种外部因素，比如环境温度、湿度、和/或可能潜在地阻塞或妨碍气流通过机器的空气传播的的碎片。图4图示了根据本公开确定轴的一个或多个健康指示器的示例性过程400。为便于解释，过程400关于图I的分析轴104的分析仪102来描述。但是，过程400可用于任何适当的装置或系统以及任何适当的旋转机械。
在步骤402中，分析仪102接收表示操作过程中旋转机器所产生的物理振动的振 动信号。振动信号可接收自暂时或永久耦合至机器的一个或多个加速度计。振动信号可接收自其它或附加类型的换能器，例如设置在旋转机器上或附近的扩音器，以将机器周围产生的环境声压转换成适合输入至分析仪102的电信号。在步骤404中，分析仪102确定旋转机器的轴的速度。在一些实施例中，使用接收自转速计108或其它速度测量装置的信号来确定所述速度。在其他实施例中，由步骤402中接收到的振动信号来确定所述速度。例如，分析仪102可执行傅里叶分析来导出振动信号的频率分量并根据导出的频率分量的一个或组合的能级来确定所述轴的速度。在很多情况下，机器所产生的振动在所述轴的速度的基频处表现出最高的能量含量。这样，分析仪102的某些实施例根据所接收的振动信号的基频分量来确定所述轴的速度。在步骤406中，分析仪102识别频率分量组，其中每组可以与所述轴的操作特性相关联。例如，分析仪102可通过对接收到的振动信号执行傅里叶分析来识别所述信号的频率分量。分析仪102然后可根据所确定的所述轴的速度以及根据相对于振动信号的平均能级而言增加的振动能级的某些范围来选择某些频率分量。分析仪102然后可以根据所述轴的操作特性(一个或多个)对频率分量分类。例如，所述轴的基频处的振动能量可与所述轴的不平衡度相关联。在两倍于所述轴的基频处的振动能量可与所述轴的未对准相关联。基频的其它谐波分量可与所述轴的松动相关联。在步骤408中，分析仪102基于与操作特性相关联的频率分量组的相对幅值(amplitude)来确定所述轴的一个或多个健康指示器。在一些实施例中，分析仪102可通过应用一个或多个隶属函数来形成每个操作特性的模糊规则然后使用模糊逻辑技术对这些模糊规则进行组合，来确定与轴相关联的健康指示器。在一些实施例中，分析仪102可使用以连续的方式为特征提供阈值的隶属函数来确定健康指示器。每个特征(例如归一化IX能量或者归一化2X能量)可具有其自己的隶属函数集合。分析仪102可使用与关联于机器的每个组件的某些特征相关联的一个或多个隶属函数，并且使用模糊逻辑规则对它们进行组合来确定所述机器的某些组件的健康指示器。这些特定健康监控技术对于从接收到的振动信号中过滤噪声而言是有用的。例如，特定轴的分析可能显示，在其操作过程中，在其基频(轴速)处振动能量是高的，因此表现出不平衡问题。然而，如果其它谐波频率也表现出高级别，则可确定在基频处相对高的振动能量可能是由其它因素造成的，例如换能器110的不一致和/或不适当的耦合至所述机器。在其它实施例中，分析仪102可使用隶属分量来确定健康指示器，该隶属分量比较来自每组频率分量的频率分量的幅值的标准偏差。标准偏差可根据所识别的频率分量的总体包络或根据一个或多个特定频率分量来确定。例如，分析仪102可使用作为所述轴的速度的标称频率的±5%的窗口确定所述轴的基本分量(速度)的标准偏差。在步骤410中，分析仪102可提供或以其他方式使用所述确定的所述轴的健康指示器。这可以通过以下方式实现，例如，在特定健康指示器超过了指定阈值的情况下通过在显示器上显示信息给操作者或者通过产生听觉或视觉警报。这样，分析仪102可及时地向操作者或其他人识别潜在的故障以及即将发生故障的概率。尽管图4图示了确定轴的一个或多个健康指示器的过程400的示例，但可对图4·做出各种改变。例如，尽管图4被示出为一系列步骤，但图4中的各种步骤可重叠、并行发生、以不同的次序发生、或者多次发生。图5图示了根据本公开的示例性振动烈度分析仪500。所述分析仪500能够例如被用作图I中的分析仪102，以分析具有轴104的机器106的振动信号。然而，分析仪500可以被任何其它适当的装置或系统使用以及与任何适当的旋转机械一起使用。在该不例中，分析仪500包括用户配置部分502。所述用户配置部分502提供用户接口，该用户接口促进操作者与分析仪500的交互。例如，用户配置部分502可使操作者能够输入信息，该信息用于在数字域中处理所接收的振动信号。作为特定示例，用户配置部分502可允许操作者输入高通频率(Fh)截止点504的初始值。操作者也可输入信号细节，例如所取的初始采样频率(fs) 506和采样数(Ns) 508。此外，操作者还可输入初始数字采集(acquisition)值，例如最大采样频率(fdaq) 510和最大采样数(Ndaq)512。分析仪500能在存储器514中存储通过用户配置部分502接收的信息作为传感器配置。 分析仪500还包括处理部分520。在这个示例中，处理部分520包括处理器核522。处理器核522可包括适于执行各种功能的一个或多个处理器。这些功能可以包括将初始值操纵成调整值以处理所接收的振动信号和速度信号，从而确定旋转机械的健康指示器。在该特定示例中，处理部分520在步骤524中确定在步骤504中输入的初始高通频率(Fh)是否小于所测量轴速的6倍。如果是，处理部分520在步骤526增大初始高通频率(Fh)。处理部分520还在步骤528中确定初始采样频率(fs)是否小于高通频率(Fh)值的两倍。如果是，处理部分520在步骤530中增大采样频率(fs)。处理部分520进一步在步骤532中确定采样数(Ns)是否大于最大采样频率(fdaq)。如果是，处理部分520在步骤534中减小采样频率(fs)。此外，处理部分520可以在步骤536中确定初始采样数(Ns)是否大于最大采样频率(fdaq)。如果是，处理部分520在步骤538中减小采样数(Ns)。在步骤542中，处理部分520确定轴缺陷频率族。这可通过输入所测量的轴的速度和基于所测量的速度给各个频率分量赋值来实现。例如，处理部分520可以向测得以500转每分钟(RPM)的速度转动的轴赋予一个约16.5Hz的二次(2X)谐波值。以类似的方式，处理部分520可以根据所测量的轴的速度赋值给其它频率分量。处理部分520在步骤544中过滤所接收的振动信号并在步骤546中将过滤后的振动信号转换到频域。在步骤550-554，处理部分520确定(之前在步骤542中确定的)频率分量的频率。对于每个频率分量，如果频率小于1000Hz，在步骤556中继续处理。如果频率分量的频率大于1000Hz并且小于2000Hz，在步骤558中继续处理。如果频率分量的频率大于2000Hz，在步骤560中继续处理。在步骤556，处理系统520形成一窗口，该窗口具有高于所述频率分量的频率的“f+Ι”的上限，以及低于所述频率分量的频率的“f-Ι”的下限。在步骤558，处理系统520形成一窗口，该窗口具有高于所述频率分量的频率的“f+1. 5”的上限，以及低于所述频率分量的频率的“f_l. 5”的下限。在步骤560，处理系统520形成一窗口，该窗口具有高于所述频率分量的频率的“f+2”的上限，以及低于所述频率分量的频率的“f_2”的下限。根据加窗的频率分量，所述处理部分520在步骤562-566确定每个频率分量的最大幅值。在步骤568，处理部分520产生频率分量和它们相关联的幅值的矩阵。处理部分520根据步骤570中的基本(IX)频率分量，步骤572中的二次(2X)频率分量，以及步骤574中的各种其它频率分量(例如那些具有基频的O. 5X、1. 5X、2. 5X、3X、4X、5X、和/或6X倍频·的频率分量)之一来对频率分量分类。在步骤576，处理部分520还可包括大部分或全部频率分量以确定总能量含量。在步骤578-584，处理部分520相对于特征的基线值来归一化每个特征。特征的基线值使用在步骤570-576中执行的相同的过程来计算，其中所述轴在没有缺陷的情况下操作。在步骤586-592，处理部分520还为归一化特征分配隶属函数，并形成模糊规则。使用模糊逻辑对这些规则的整合将提供轴的故障模式指示器及健康退化指示器。每个模糊隶属函数都可包括可归因于频率分量的值的任何函数关系，从而评估轴的健康。例如，在用于支撑轴的轴承上的不均匀磨损会导致例如具有O. 5X和I. 5X的低谐波值的特定频率分量的幅值相对于具有更高的谐波值(例如3X、5X、和6X的谐波值)的其他频率分量被提升。在步骤594，处理部分520组合在步骤586-592中确定的模糊值以产生所述轴的各种健康指示器。所述健康指示器可包括，例如，不平衡指示器595、未对准指示器596、松动指示器597、以及总体轴健康指示器598。所述分析仪500的输出接口 599可配置为发送信息至另一个系统或装置,例如一个或多个计算机或一个或多个显示器。在这个示例中，输出接口 599可以提供健康指示器595-598给分析仪500的操作者。在一些实施例中，健康指示器可在显示器上呈现为数值。这样，可训练分析仪500的操作者根据与每个健康指示器相关联的显示数值来识别所述轴的故障。在其它实施例中，健康指示器可呈现为视觉和/或听觉警报，如果健康指示器超过存储在存储器514中的一个或多个特定阈值，则所述警报激活。尽管图5图示了振动烈度分析仪500的一个示例，但是可对图5做出各种改变。例如，图5图示了分析仪500的示例性组件和可以由这些组件执行的示例性操作。然而，组件和操作的确切关联仅是为了说明。而且，诸如高通频率(Fh)、采样频率(fs)、最大采样频率(fdaq)、采样数(Ns)、和最大采样数(Ndaq)之类的值可以以任意合适的方式选择，所述方式允许分析仪500从接收到的振动信号正确地识别频率分量。进一步，如步骤556-560中描述的加窗限制可以表示任何适当的值，所述值使得足以确定在每个频率分量的幅值级。此外，不同于步骤570-576中描述的其他操作特性也可被合并并被分析仪500所使用。
图6图示了根据本公开的轴的示例性健康指示器。特别是，图6图示的示例图表600示出表示可由图I的分析仪102或图5的分析仪500生成的各种健康指示器的绘图602-608。这里，图表600包括未对准指示器绘图602、松动指示器绘图604、不平衡指示器绘图606、以及总体轴健康指示器绘图608。如图6所示，健康指示器604-608示出了它们各自故障的渐进发展、可能大体归于旋转机器的特性以及在一延长时间段内其相关联组件的退化和/或磨损。这些健康指示器的渐进发展与示出了在一延长时间段内故障相对小的发展的绘图的图2和3形成鲜明对t匕。此外，可以看出健康指示器的波动(变化)相对于图2和3中所示的健康指示器已被减小。尽管图6图示了轴的健康指示器的示例，但是可对图6做出各种改变。例如，图6仅示出可以在一延长时段内为旋转机器的轴确定的健康指示器的一个示例。其它旋转机器在一延长时间段内可能表现出不同故障级。此外，分析仪102或500可产生其它类型的健 康指示器。在以上所述的各种实施例中，分析仪可以增强方式分析旋转机械的轴的振动信号。分析仪以相对于传统技术而言指示器中减小的波动产生故障严重性发展的指示。在松动相关的频率族中包含新频率和较低非同步(非谐波)频率可有助于追踪窄带能量的增力口。此外，分析仪的一些实施例可减少模糊隶属函数的数量，例如通过使用可关于特定基线特征追踪或归一化的四个隶属函数。进一步，可给每个归一化特征添加多个隶属函数，从而产生渐进故障发展。模糊规则也可以在操作过程中被改变或调整，以减少所确定的健康指示器中的波动或变化。在一些实施例中，所确定的健康指示器中的波动可用多种技术来减少。一种技术可包括对所确定的健康指示器在指定时间段上取平均。另一种技术可包括对从中得到健康指示器的特征或归一化特征取平均。第三种技术可包括对从中得到特征的频率分量(在频域中)取平均。第四种技术可包括在时域中对特征或归一化特征取平均。第五种技术可包括仅在健康指示器超过其阈值达指定时间段和/或健康指示器超过其阈值达指定次数后生成警报条件。在一些实施例中，前述各种功能由计算机程序执行或支持，所述计算机程序由计算机可读程序代码形成并包含在计算机可读介质中。短语“计算机可读程序代码”包括任何类型的计算机代码，包括源代码、目标代码、和可执行代码。短语“计算机可读介质”包括可由计算机访问的任何类型的介质，例如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、硬盘驱动器、光盘(⑶)、数字视频盘(DVD)、或任何其他类型的存储器。例如，烈度分析系统100的一些实施例可包括配置在嵌入式装置中的分析仪102，例如向远程配置的装置发送表示健康指示器信息的有线或无线信号的手持式装置。所发送的信号可以是包括与所确定的健康指示器相关联的信息的短消息服务(SMS)消息或电子邮件消息。阐明在整个本专利文件中使用的某些词或短语的定义会是有利的。术语“耦合”及它的派生词指的是两个或更多元件之间任何直接或间接的通信，不论那些元件是否彼此物理连接。术语“包括”和“包含”以及它们的派生词，意味着包括但不限于。术语“或”是包括性的，意味着和/或。短语“相关联”和“与其相关联”及它们的派生词，可意味着包括、被包括在...内、与...互连、包含、被包含在...内、连接至或与...连接、耦合至或与...耦合、与...可通信、与...协作、插入、并置、接近于、绑定至或与...绑定、具备、具有...特性、诸如此类。尽管本公开描述了某些实施例和通常相关联的方法，但是这些实施例和方法的更改和变换对本领域技术人员来说将是显而易见的。因此，上述对示例性实施例的描述并未限定或约束本公开。在不背离本公开的精神和范围的的情况下其他改变、替代、和更改也是可能的，如以下权利要求所定义。·
权利要求
1.一种方法，包括 接收(402)表示操作过程中机器(106)的轴(104)所产生的物理振动的一个或多个振动信号； 确定(404)所述轴的旋转速度； 基于所述轴的速度识别(406)所述振动信号的一组或多组频率分量，每组频率分量与所述轴(104)的操作特性相关联；以及 基于在每组频率分量中频率分量的相对能级，确定(408)所述轴的一个或多个健康指示器。
2.根据权利要求I所述方法，其中 所述操作特性包括所述轴的不平衡度；以及 与不平衡度相关联的频率分量组包括一频率分量，该频率分量所具有的频率约等于与所述轴的速度相关联的频率。
3.根据权利要求I所述方法，其中 所述操作特性包括所述轴的未对准度；以及 与未对准度相关联的频率分量组包括一谐波分量，该谐波分量所具有的频率约为与所述轴的速度相关联的频率的两倍。
4.根据权利要求I所述方法，其中 所述操作特性包括所述轴的松动度；以及 与松动度相关联的频率分量组包括多个谐波分量，所述多个谐波分量所具有的频率约等于与所述轴的速度相关联的频率的O. 5X、1. 5X、2. 5X、3X、4X、5X、或6X倍。
5.一种装置，包括 至少一个接口(118)，被配置成接收表示操作过程中机器(106)的轴(104)所产生的物理振动的一个或多个振动信号；以及 至少一个处理单元(116)，被配置成 确定所述轴的旋转速度； 基于所述轴的速度识别所述振动信号的一组或多组频率分量，每组频率分量与所述轴的操作特性相关联；以及 基于在每组频率分量中频率分量的相对能级，确定所述轴的一个或多个健康指示器。
6.根据权利要求5所述的装置，其中 所述操作特性包括所述轴的不平衡度；以及 与不平衡度相关联的频率分量组包括一频率分量，该频率分量所具有的频率约等于与所述轴的速度相关联的频率。
7.根据权利要求5所述的装置，其中 所述操作特性包括所述轴的未对准度；以及 与未对准度相关联的频率分量组包括一谐波分量，该谐波分量所具有的频率约为与所述轴的速度相关联的频率的两倍。
8.根据权利要求5所述的装置，其中 所述操作特性包括所述轴的松动度；以及 与松动度相关联的频率分量组包括多个谐波分量，所述多个谐波分量所具有的频率约等于与所述轴的速度相关联的频率的O. 5X、1. 5X、2. 5X、3X、4X、5X、或6X倍。
9.一种包含计算机程序的计算机可读介质，所述计算机程序包括计算机可读程序代码，用于 接收(402)表示操作过程中机器(106)的轴(104)所产生的物理振动的一个或多个振动信号； 确定(404)所述轴的旋转速度； 基于所述轴的速度识别(406)所述振动信号的一组或多组频率分量，每组频率分量与所述轴(104)的操作特性相关联；以及 基于在每组频率分量中频率分量的相对能级，确定(408)所述轴的一个或多个健康指示器。
10.根据权利要求9的计算机程序，其中 所述操作特性包括所述轴的不平衡度、轴的未对准度和轴的松动度； 与不平衡度相关联的频率分量组包括一频率分量，该频率分量所具有的频率约等于与所述轴的速度相关联的频率； 与未对准度相关联的频率分量组包括一谐波分量，该谐波分量所具有的频率约为与所述轴的速度相关联的频率的两倍；以及 与松动度相关联的频率分量组包括多个谐波分量，所述多个谐波分量的频率与所述轴的速度相关联。
全文摘要
本发明涉及旋转机械的轴的烈度分析装置及方法。一种方法，包括接收(402)表示操作过程中机器(106)的轴(104)所产生的物理振动的一个或多个振动信号。所述方法还包括确定(404)所述轴的旋转速度。所述方法进一步包括基于所述轴的速度识别(406)所述振动信号的一组或多组频率分量，其中每组频率分量与所述轴的操作特性相关联。此外，所述方法包括基于在每组频率分量中频率分量的相对能级确定(408)所述轴的一个或多个健康指示器。
文档编号G01M7/02GK102854006SQ20121026399
公开日2013年1月2日 申请日期2012年6月21日 优先权日2011年6月22日
发明者C·卡, V·B·基尼, S·K·戴夫 申请人:霍尼韦尔国际公司