[發明專利]設備監控裝置

在審

• 申請號: 202110333803.9
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN113496202A
• 公開（公告）日: 2021-10-12
• 發明（設計）人: 蘭伯特·范·伍格特
• 申請（專利權）人: 斯凱孚公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06F17/18
• 代理公司: 北京智沃律師事務所 11620
• 代理人: 吳志宏

一種設備監控裝置，包含用于從設備傳感器接收輸入信號的接收單元。所述輸入信號是有噪聲的二維寬帶信號，尤其是有噪聲的二維全帶寬信號。所述裝置包含處理單元，用于對輸入信號進行歸一化處理，對歸一化的輸入信號進行平均和閾值化處理，并且提供平均和閾值化處理后的信號作為可用于設備監控的濾波后的輸出信號。

技術領域

本發明涉及根據技術方案1的前序部分的設備監控裝置，本發明還涉及根據技術方案9的前序部分的設備監控方法。

背景技術

在工業設備之類的設備狀態監測中，傳感器信號往往由時域或頻域的脈沖組成。與狀態有關的現象發生的頻率是事先未知的。此外，源-傳感器傳遞函數(source-sensortransfer function)也具有很強的頻率依賴性。因此，傳感器信號的信噪比(signal-to-noise ratio，縮寫SNR)具有很強的頻率依賴性，這在機器與機器之間，甚至在采集與采集之間都有很大的差異。尤其是，要么由于沒有在正確的頻率進行檢測而削弱信號，要么由于不必要地檢測一個更寬的頻率帶寬從而引入更多的噪聲，要么上述兩種情形兼具，缺乏對正確頻率(即與狀態有關的現象發生的頻率)的了解可能會導致檢測靈敏度的下降。

特別是，在已知的系統中，人們試圖通過使用固定的檢測頻帶來解決這個問題(這導致非最佳的信噪比)，抑或試圖通過廣泛的人工干預來設定最佳的檢測頻帶。這兩種方法都不適合傳感器信號的自動、規模化檢測和診斷。

發明內容

因此，本發明的目的是提供一種改進的基于傳感器信號的設備監控方法。

該目的是由技術方案1所述的設備監控裝置和技術方案9所述的設備監控方法加以實現的。

所述設備監控裝置包括接收單元，用于接收來自設備傳感器的輸入信號。

所述傳感器可以是任何類型的頻率檢測傳感器，例如，加速度、速度、位移、負載或電磁輻射傳感器。所述設備也可以是任何類型的設備，尤其是工業設備，例如包含軸承的機器。

來自傳感器的輸入信號是有噪聲的二維寬帶信號(noisy two-dimensionalbroad bandwidth signal)，尤其是有噪聲的二維全帶寬信號(noisy two-dimensionalfull bandwidth signal)。這意味著輸入信號是每個時間點都包含多個頻率的信號。所述第二維度可以包含，例如，時間、空間、相位、復相角、速度、溫度、幅值、頻率、階次或重復頻率的值，并且可以通過對(滑動窗口化的)一維信號的操作獲得。這類操作，例如，可以是傅立葉變換、小波變換、希爾伯特變換、奇異值分解(singular value decomposition)、(非)線性濾波、裝倉(binning)以及聚類(clustering)、自動編碼和解碼、回歸、分類(classification)、神經網絡之類的機器學習方法。

為改善設備監控，特別是通過優化信噪比來改善設備監控，所述裝置包括用于處理輸入信號的處理單元。對輸入信號的處理包含對輸入信號進行歸一化(/標準化)(normalization)處理，將歸一化的輸入信號進行平均和閾值化處理，并且提供平均和閾值化處理后的信號作為濾波后的輸出信號。尤其是，通過對歸一化的輸入信號進行平均和閾值化處理，信號與噪聲之間的區別得以被清晰化(sharpened)，因為在被平均和閾值化處理的信號中，噪聲已被消除或者至少被降低。這尤其可以允許以特定的檢測頻率，例如與設備的缺陷或信號脈沖/峰值的其他來源(例如驅動器和電動機以及鄰近設備)的缺陷有關的頻率，來自動檢測脈沖和峰值。這種自動檢測不需要用戶進行任何手動詮釋(interpretation)。

如上所述，輸入信號在第一維度和第二維度中包含多個頻率，所述第二維度包括，例如，時間、空間、相位、相角、速度、溫度、幅度、頻率、階次或重復頻率的量值。為對輸入信號進行歸一化處理，處理單元適于對每一個頻率進行獨立處理，并且針對每一個頻率對輸入信號進行歸一化處理。