用于監(jiān)測技術(shù)上的裝置、如機(jī)器或設(shè)備的方法和布置的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)測根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求10的前序部分所述的技術(shù)上的裝置、如機(jī)器或設(shè)備的方法和布置。
【背景技術(shù)】
[0002]在技術(shù)上的裝置、如機(jī)器或設(shè)備中，為了不同的使用目通常有不同的測量技術(shù)的裝置用于參量檢測。一方面檢測典型的、描述真正過程的過程參量，如壓力或者溫度。例如在潤滑劑循環(huán)中的潤滑劑流量是一種過程參量，其為了控制和/或調(diào)節(jié)潤滑劑循環(huán)或者總體的技術(shù)裝置而被測量和監(jiān)測。
[0003]另一方面，這種裝置的磨損通過狀態(tài)監(jiān)測(Condit1n Monitoring)以基于狀態(tài)的維修的目的進(jìn)行監(jiān)測。例如測定軸承摩擦用于狀態(tài)監(jiān)測。
[0004]特別地，在軸承(滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承)中的摩擦以及潤滑劑(例如油)的流量對于在規(guī)劃狀態(tài)下必要的機(jī)器和設(shè)備安全的運(yùn)行是重要的。因此測量技術(shù)地監(jiān)測這兩個(gè)過程是有意義的和有利的。
[0005]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)對于各個(gè)監(jiān)測分別使用單獨(dú)的傳感器，特別是當(dāng)傳感器對于不同的領(lǐng)域如狀態(tài)監(jiān)測和過程監(jiān)測是重要的。例如通過測量栗的功率消耗或借助于流量傳感器或壓力傳感器監(jiān)測油循環(huán)。軸承中的摩擦通過單獨(dú)的溫度傳感器監(jiān)測。
[0006]油循環(huán)和其測量技術(shù)常常單獨(dú)地構(gòu)造，并且以測量技術(shù)根本并不或僅薄弱地與軸承診斷的狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)耦合(因?yàn)橥ǔＪ遣煌纳a(chǎn)商)。但油循環(huán)的運(yùn)行對油潤滑的軸承和傳動(dòng)裝置的運(yùn)行特性有直接的影響。在此特別是在油循環(huán)中的流通量、粘性、溫度、壓力、磨損和異物顆粒是重要的影響參量，它們共同決定軸承和傳動(dòng)裝置的壽命。
[0007]然而有問題的是，軸承摩擦的檢測利用溫度傳感器僅僅強(qiáng)烈延遲地和被平滑地實(shí)現(xiàn)。通過在軸承中的顆粒的短摩擦事件不能夠直接地檢測。重大的溫度提高常常僅在軸承的全部損壞之前立即出現(xiàn)。
[0008]為了改善狀態(tài)監(jiān)測已經(jīng)已知的是，檢測在超聲波范圍內(nèi)聲學(xué)輻射并由此測定用于軸承狀態(tài)的特征值(參見例如EP 2 623 949 Al ,WO 2009/037077 A2,W0 2013/044973 Al以及申請人仍未公開的專利申請PCT/EP2012/057177)。用于測定在超聲波范圍內(nèi)的聲學(xué)輻射的傳感器，也常常被稱為“聲學(xué)輻射傳感器”，提供關(guān)于在超聲波范圍內(nèi)的在固體中傳播的聲波的信息。在此研究的聲學(xué)輻射出現(xiàn)在不同的過程中，如在摩擦、放電、泄露或腐蝕的情況下。在此測量材料特定的頻率，該頻率在不可逆的塑料變形中被激勵(lì)。因此測定的特征值涉及軸承自身、即技術(shù)裝置的部件的“不可逆的”材料或形狀改變(例如折斷、裂縫、糜爛、形變)。與此不同，過程參量是一種參量，其(共同)表征在裝置中進(jìn)行的過程、例如對于產(chǎn)品的加工過程或生產(chǎn)過程。在此通常是一種“可逆的”參量，該參量的值能夠與運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)地改變，在此(例如在相同的運(yùn)行狀態(tài)中)也能夠重復(fù)地假定先前的值。
[0009]特別地從WO 2009/037077 A2中已經(jīng)已知，在裝置的運(yùn)行中，在沒有重疊的不同頻帶中測定裝置在超聲波范圍內(nèi)的聲學(xué)輻射。在此，從裝置在第一高頻帶中的聲學(xué)輻射中測定至少一個(gè)用于剛實(shí)現(xiàn)的軸承損壞的特征值，并且從裝置在第二低頻帶中的聲學(xué)輻射中測定至少一個(gè)用于已經(jīng)出現(xiàn)的軸承損壞的特征值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]從這一點(diǎn)出發(fā)，本發(fā)明的目的在于，提供一種方法和裝置，借助于該方法和裝置在測量技術(shù)上的耗費(fèi)相同或甚至減少的情況下，還能夠進(jìn)一步改進(jìn)對技術(shù)裝置、例如機(jī)器或設(shè)備的監(jiān)測。
[0011]根據(jù)本發(fā)明，該目的通過根據(jù)權(quán)利要求1的方法以及根據(jù)權(quán)利要求10的布置實(shí)現(xiàn)。有利的構(gòu)造方案是從屬權(quán)利要求中相應(yīng)的內(nèi)容。
[0012]在根據(jù)本發(fā)明的用于監(jiān)測技術(shù)裝置、如機(jī)器或設(shè)備的方法中，其中該裝置具有旋轉(zhuǎn)的部件和用于該部件的軸承，在裝置的運(yùn)行中檢測裝置在超聲波范圍中的第一頻帶中和在超聲波范圍中的第二頻帶中的聲學(xué)輻射，其中第一頻帶和第二頻帶沒有重疊。從裝置在第一頻帶中的聲學(xué)輻射中測定至少一個(gè)用于軸承狀態(tài)的特征值，并且從裝置在第二頻帶中的聲學(xué)輻射中測定至少一個(gè)用于在裝置中進(jìn)行的過程的過程參量的特征值。
[0013]本發(fā)明由該考慮出發(fā)，S卩，除了借助聲學(xué)輻射監(jiān)測軸承狀態(tài)，也依據(jù)其聲學(xué)輻射監(jiān)測過程參量。如所證明的，不同于用于狀態(tài)監(jiān)測的頻帶的那些頻帶中的多個(gè)過程參量產(chǎn)生在超聲波范圍中的聲學(xué)的輻射。這在一種頻域中實(shí)現(xiàn)，在該頻域中仍推薦用于狀態(tài)監(jiān)測的在超聲波范圍內(nèi)常用的聲學(xué)傳感器。例如在30kHz和SOkHz之間的頻域的油循環(huán)的情況下，出現(xiàn)通過油循環(huán)引起的寬帶的“噪聲形的”的激勵(lì)。該激勵(lì)通過在油自身中的摩擦以及油直接在邊界面上的摩擦產(chǎn)生，并且在機(jī)器的殼體中傳播。這種振蕩也能夠典型地直接在軸承上測量，并因此能通過安裝在軸承上的傳感器檢測。
[0014]從用于過程參量的特征值中能夠例如推斷出配屬于過程參量的部分過程的運(yùn)行狀態(tài)。通過測定過程參量，能夠因此改善對技術(shù)裝置的監(jiān)測，并且因此提高技術(shù)裝置的運(yùn)行的安全性。
[0015]因此可行的是，借助于已經(jīng)使用用于狀態(tài)監(jiān)測的傳感器機(jī)構(gòu)和評估技術(shù)，優(yōu)選利用相同的傳感器來執(zhí)行兩個(gè)監(jiān)測任務(wù)，由此能夠減小測量技術(shù)上的費(fèi)用。能夠借助于模擬的和/或數(shù)字的過濾器實(shí)現(xiàn)將頻域從振蕩信號中分開。替換地當(dāng)然也能夠分別將單獨(dú)的傳感器用于兩個(gè)頻帶，其中傳感器中的一個(gè)具有其在第一頻帶的區(qū)域內(nèi)的諧振頻率，并且另一個(gè)傳感器具有其在第二頻帶的區(qū)域內(nèi)的諧振頻率，并且其中兩個(gè)傳感器例如共同安置在單一的傳感器裝置、例如傳感頭中。在兩個(gè)頻帶中測定聲學(xué)輻射優(yōu)選地同時(shí)實(shí)現(xiàn)，由此能夠?qū)崿F(xiàn)特別精確的監(jiān)測。在精確性方面具有限制但原則上也是可行的是，聲學(xué)輻射在時(shí)間上依次地，例如以有規(guī)律的時(shí)間間隔，交替地在頻帶中的相應(yīng)的僅一個(gè)中測定。
[0016]用于過程參量的至少一個(gè)特征值例如能夠涉及傳感器信號的包絡(luò)線，根均方值(Root-Mean-Square-Wert)或最大值。特征值也能夠通過在很大程度上的頻率分析基于傳感器信號的時(shí)間曲線和其包絡(luò)線測定。由此例如也仍能夠通過已知的軸承頻率或者固定頻率的電干擾濾出干擾信號。在此優(yōu)選地并不僅僅測定一個(gè)而是測定多個(gè)特征值。
[0017]如果在裝置中多個(gè)子過程具有各一個(gè)配屬于該子過程的過程參量并且這些子過程是有源的，并且在聲學(xué)上良好耦聯(lián)在這一個(gè)傳感器或這兩個(gè)傳感器上，則原則上當(dāng)然可行的是，從在超聲波范圍內(nèi)的第二頻帶或另外的頻帶中仍測定用于另外的過程參量的特征值。這能夠互相比較并且因此以特別簡單的方式推導(dǎo)出其運(yùn)行狀態(tài)。如果子過程例如是不同的潤滑劑循環(huán)，則通過比較特征值例如能夠識別一個(gè)或多個(gè)循環(huán)的中斷，或者能夠推出在一個(gè)或多個(gè)循環(huán)中的改變(例如在流量、壓力、粘性方面)。
[0018]優(yōu)選地用于狀態(tài)監(jiān)測的第一頻帶高于用于監(jiān)測過程參量的第二頻帶。如已經(jīng)證明的那樣，在超過80kHz的頻域中(優(yōu)選至少在90kHz和160kHz之間延伸的頻帶的一個(gè)子區(qū)域中)，直接探測在軸承中的摩擦以及在軸承中的機(jī)械損傷，這通過測量材料特定的頻率來實(shí)現(xiàn)，這些頻率在不可逆的塑料的材料形變中被激勵(lì)。相反地，第二頻帶優(yōu)選低于SOkHz(優(yōu)選至少在30kHz和SOkHz之間延伸的頻