[發明專利]用于探測機器損傷的設備和方法

無效

• 申請號: 200980113717.4
• 申請日: 2009-04-17
• 公開（公告）號: CN102007393A
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發明（設計）人: S·瓦格納
• 申請（專利權）人: 威克紐森歐洲公司
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 茅翊忞

技術領域

本發明涉及用于探測機器損傷的設備和方法。

背景技術

許多機器，尤其是諸如切縫機、地板切割研磨機、錘子、振動板、振動輥、打夯機等的建筑設備在操作力的作用下經受它們結構的激勵。這些機器通常具有驅動裝置，這些驅動裝置產生強烈振動，然后這些振動產生應力作用于機器結構。尤其是在諸如振動板和振動輥或打夯機的振動機器中，這些振動是所期望的并且符合機器的目的。由于多數情況下伴隨有振動的操作力的強度作用，在一定的操作時間之后，結構會產生損傷，該損傷會引起顯著的進一步損傷，或者至少會不期望地中斷工作過程。因此，希望探測在機器操作過程中已產生的部件損傷，并且將此損傷通知操作者。此種適時缺陷探測可防止小的初始缺陷或損傷引起較大的損傷。

發明內容

相應的是，本發明的目標是提出一種設備和方法，通過該設備和方法可盡可能早地探測部件的初始損傷并且將此損傷指示給使用者。

根據本發明，此目標由權利要求1所述的設備以及權利要求18所述的方法所實現。

一種用作診斷損傷的設備，該設備用于探測由振動激勵器所激勵的機器的損傷，該振動激勵器具有預先已知的激勵器頻率，且該設備具有：探測裝置，該探測裝置用于獲得機器的至少一個部件的至少一個機械量以及用于生成基于所獲得的機械量的當前頻譜；存儲裝置，該存儲裝置用于存儲預先已知頻譜，該預先已知頻譜為了預先已知的激勵器頻率并且與機器部件的機械量相對應而事先形成；以及比較裝置，該比較裝置用于將當前頻譜與預先已知頻譜進行比較，從而確定例如超過特定公差的、在當前頻譜和預先已知頻譜之間的偏差，并產生與偏差相對應的信號。

該設備相應地適合于獲得至少一個特定機械量的頻率特征，并且以當前頻譜的形式記錄該頻率特征。為此，為機器部件選擇合適的機械量。部件可以是例如單個部件、一組多個部件、結構或多個彼此剛性地或可動地聯接的部件。

該部件具有特定的頻率特征，該頻率特征響應于振動激勵器的預先已知的激勵振動。此種預先已知的響應特征以預先已知頻譜的形式存儲在存儲裝置中。預先已知頻譜可以例如由機器的制造商通過計算或實驗確定，并且代表在通常情形中觀察到的相關部件的、由振動激勵器所產生的激勵振動引起的響應特征。

術語“頻率特征”或“頻譜”可各自與振幅譜有關。或者，可將它們理解成與相譜或者振幅譜和相譜的組合有關。在此意義中，術語“頻譜”是更上位的概念。

頻率激勵器可以例如是錘子中的撞擊機構、用于打夯機以進行土壤壓實的驅動裝置、或者振動板或振動輥中的由一個或多個旋轉不穩定軸所形成的振動激勵器。由于驅動裝置在操作過程中通常具有恒定的旋轉速度，振動激勵器的激勵器頻率或激勵頻率也是恒定的且與預先已知的頻率相對應。

最后，該設備包括比較裝置，通過該比較裝置可將當前頻譜與預先已知頻譜進行比較。如果比較裝置確定的是：兩個頻譜彼此偏離，則這可指示所監測的部件的頻率特征已改變。這還評估作這樣的信號：部件的結構已改變，此種改變具體地說由部件損傷所引起。

如上所述，頻譜可與振幅譜和/或相譜有關。相應的是，在評估在此描述的頻譜時，可二選一地或彼此補充地對于振幅譜或相譜進行評估。從技術角度可推薦對于相譜以及振幅譜進行評估，從而能更好地且更穩固地探測共振頻率或共振過增。

為了分析諸如電動機或振動激勵器的驅動元件，則對于它們的譜和振幅偏差以及相對位移進行分析。這能夠使待得到的結論考慮可能的損傷。

可將由比較裝置在此情形中所產生的偏差信號饋送至顯示裝置，從而例如為操作者輸出信號。然后給予操作者這樣的信息：在機器中已發生結構改變，該結構改變可能由缺陷或損傷所引起。根據損傷診斷設備的設計，在本發明中可具體地告知操作者可能損傷的部件以及應采取的措施，例如維修措施。

附加的是或可選的是，該評估結果、具體地說該偏差信號可通過無線電傳送至中心位置。諸如在建筑場地處的該中心位置可以此方式接收、評估、存儲并管理來自多個機器的信號。這樣，在中心位置可確定并記錄：特定的機器功能完整還是已受到損傷。

通過使用比較器，可在當前頻譜中以及在預先已知頻譜中識別至少一個共振頻率。此外，比較裝置可將當前頻譜中的所識別的共振頻率與預先已知頻譜中所識別的共振頻率進行比較，從而確定當前頻譜和預先已知頻譜之間的偏差。