振动和状态监控系统及其部件的制作方法

专利名称：振动和状态监控系统及其部件的制作方法
技术领域：
本发明涉及涡流探头驱动器系统和作为数字处理模块一部分或作为单 独的涡流探头驱动器模块的相关数字线性化，特别是在危险区域。本发明还 涉及振动和状态监控系统。
背景技术：
涡流探头(ECP )传感器系统从二十世纪70年代开始在主要与轴颈(套 筒)轴承一起操作的旋转设备监控和保护中进行非接触式位移测量。ECP系 统通常也称为"接近式探头系统"。
涡流探头依赖于包括振荡器的驱动器。振荡器用来激励所连接的涡流探 头，以使其产生变化的;兹场。当该第一磁场靠近钢制目标材料时，将在目标 材料表米感生出时变涡流。所述涡流又会产生与原先第 一磁场相反的第二磁 场，因此影响探头末梢的合成阻抗。感生出的涡流大小取决于探头末梢和钢 制目标材料之间的距离。因此，探头阻抗变化是探头末梢和目标材料之间距
离的直接量度。
涡流驱动器系统中的振荡器电路通常建立在使用离散匹配晶体管级路 (stage)作为活动元件的Collpits型振荡器。这种振荡器是电流驱动型的， 并基本上以完全饱和模式操作，作为开关并因此为维持振荡提供所需的能 量。产生的幅值由驱动电流的非线性属性限定，并且因寄生效应影响而依赖 于温度和设备。为了从多个模块获得类似的输出响应，这种成本非常低的方 法要求幅值校准，以及因驱动晶体管所使用的PN结而要求温度和频率补偿。 此外，由于输出阻抗和寄生电容的影响，幅值稳定性取决于振荡器电路负载 的稳定性。除了部件之间寄生效应的影响之外，这些电容性负载影响还取决 于频率，因此影响探头/电缆谐振总体阻抗值。
即使采用不同的电缆长度，也希望振荡器频率在探头系统全部操作范围 内尽可能保持恒定。此外，对于较长的电缆长度来说，为了优化阻抗响应而 调谐谐振电路，通常在电流系统采用并联、通常为铁基的负载电感。但是，这种铁基电感跟随时间而发生长期变化/漂移，因此对于谐振电路输出阻抗也 有影响。
利用恒定驱动电流，输出电压将作为谐振阻抗和激励电流基础谐波响应 的函数。由于这种特性，对于相等的探头/电缆系统来说，产生的谐振电压受 到电平变化影响，因此在不同的驱动模块之间，不可以认为是恒定的。因此， 这就要求存在不希望的手工校准，需要更好的维持幅值精度和稳定性的装 置。因此，显然存在改进空间。

发明内容
本发明的目标是限定一种驱动方法和一种涡流探头驱动器。
本发明进一步的目标是限定一种能确认所连接的探头系统的功能和/或 类型的驱动方法和涡流探头驱动器。
本发明另 一个目标是限定一种确认连接到涡流驱动器系统的4笨头/电缆 系统的功能和/或类型的方法。
本发明进一步的目标是限定一种能在危险区域内有效进行振动监控的 单元禾P方法。
本发明前述目标借助一种确定连接到涡流探头振荡器的涡流探头/电缆 系统状态的方法来实现。根据本发明，确定该状态是建立在涡流探头振荡器 的频率的基础上的。根据该方法适当确定所述状态，包括确定涡流探头/电缆 系统的系统类型和/或确定涡流探头/电缆系统的正确功能。所述方法优选包 括多个步骤。在第一步骤中，测量涡流探头振荡器的频率。在第二步骤中， 将测量的频率与一个或多个先前测量的频率、和/或预定频率、和/或预定的 频率范围进行比较。在第三步骤中，借助频率比较结果确定所述状态。所述 方法适当地还包括附加步骤。在第一附加步骤中，解调涡流探头振荡器的所 述频率。在第二附加步骤中，测量解调后的频率的幅值。在第三附加步骤中， 将测量的幅值与一个或多个先前测量的幅值、和/或预定幅值、和/或预定幅 值范围进行比较。而且在第三步骤中，确定所述状态包括借助幅值比较结果 确定所述状态。
本发明的前述目标借助布置成确定连接到涡流探头振荡器的涡流探头/ 电缆系统状态的单元来实现。根据本发明，确定所述状态是建立在涡流探头 振荡器的频率的基础上的。适当确定所述状态，包括确定涡流探头/电缆系统的系统类型和/或确定涡流探头/电缆系统的正确功能。优选，所述单元包括 测量装置，频率比较装置和确定装置。所述测量装置布置成测量涡流探头振 荡器频率。所述频率比较装置布置成将测量的频率与一个或多个先前测量的 频率、和/或预定频率、和/或预定频率范围比较。所述确定装置布置成借助 频率比较装置的结果确定所迷状态。所述单元适当地包括解调装置，测量装 置和幅值比较装置。所述解调装置布置成解调涡流探头振荡器的频率。所述 测量装置布置成测量解调后的频率的幅值。所述幅值比较装置布置成将测量 的幅值与一个或多个先前测量的幅值、和/或预定幅值、和/或预定幅值范围 比较。而且，所述确定装置还布置成借助所述幅值比较装置的结果确定所述 状态。
本发明的前述目标借助一种振动监控系统来实现，该振动监控系统布置 成借助来自至少一个涡流探头的测量值来监控至少一个旋转部件。根据本发 明，该系统包括位于该至少一个旋转部件本地的分布式单元，该分布式单元 包括根据前述任意实施方式的单元。该分布式单元适当地布置到区域1中， 或者同等环境中，并且该至少一个旋转部件位于区域l中，或同等环境中。
本发明的前述目标进一步借助一种振动监控系统来实现，该振动监控系 统布置成借助来自至少一个涡流探头的测量值来监控至少一个旋转部件。根 据本发明，该系统包括位于该至少一个旋转部件本地的分布式单元。该分布 式单元布置成数字式地处理所述测量值，从而创建警告信号。所述分布式单 元布置成借助至少双重数字数据总线通信线路向设备关断控制器数字式地 传输所述警告信号。
对于其他系统来说，接近无限间隙(远距离)时，由于响应为非线性，
所以谐振阻抗(tank impedance)变化变小，这可能被认为是一种缺陷。测 量这种小阻抗变化的能力将扩大适用的涡流探头系统的测量范围。因此，振 荡器电路应该进行优化，从而对接近最大探头阻抗时的这种小阻抗变化 (dVout/dZprobe高)敏感。
根据目标监控场合，涡流探头系统设计方案需要适应许多参数变化。这 些变化包括但不限于位移探头尺寸、电缆长度、目标材料和所需输出灵敏性。
在其他涡流探头测量系统操作概念方面，另 一项主要的限制是在探头和 最终信号调整之间，即从安装在设备上的探头直接连接到居中设置的监控系 统，可能有数百米远，不易使用长距离的同轴电缆。目前的操作原理将该距离限制到15米左右。因此，常见的做法是采用"孤立"的驱动器在可接受 的距离之内实施要求的调整。
其他系统据说存在某些缺陷。模拟涡流探头系统使用模拟"驱动器，，以 在探头和监控器之间实施必要的步骤。参数诸如探头尺寸、电缆长度、电缆 参数等的变化通过标准模拟范围内"专门调谐"的派生物来调整。这样导致 了许多不同的部件，它们不太容易在不同的涡流驱动器系统之间进行互换。 对于这种"调谐，，的商业冲击在于， 一般来说，探头、电缆和驱动器都必须 来自同一个制造商。对于数字驱动器，存在已知技术来改善单一涡流探头系 统设计方案(相对于以固定参数为基础的模拟设计方案的部件变化)的灵活 性。为涡流探头系统建立线性化曲线之后，所述系统一般保持静态。接着， 用于建立该曲线的可用信号处理功率将留置不用，而部件成本保持不变。此 外，模数转换、数字信号处理，然后数模转换(以允许与以模拟输入为基础 的标准监控和保护系统衔接)这样操作的成本将导致产品较之经过验证的模 拟设计方案没有市场竟争力。本发明的其他优势将从详细说明中体现出来。


参照附图，现在将更为详细地对本发明进行解释，但是并没有任何限制
的意思，其中
图1示出了本发明的振荡器；
图2示出了振荡器非线性传递函数；
图3示出了本发明驱动器的方块图4示出了本发明的数字驱动器的方块图5示出了探头阻抗相对于探头和目标之间的位置/距离的离散数据和 曲线拟合数据；
图6示出了线性化处理；
图7示出了由所述设备测量的非线性探头曲线响应； 图8示出了探头阻抗(L， R)行为与距离/间隙；
图9示出了对表示不同电容设置的曲线范围进行非线性曲线建模的结
果；
图IO示出了多条线性化曲线作为驱动器电压的函数； 图11示出了系数曲线拟合示例；图12示出了根据本发明生成系数的流程图； 图13示出了根据本发明进行涡流通道校准的流程图，不进行补偿； 图14示出了根据本发明进行涡流通道校准的流程图，进行补偿； 图15示出了本发明的补偿/线性化处理流程。
附图标记
图1示出了本发明的振荡器；
100 探头/探头阻抗Z
101 电阻R
105 Uout
106 Uin
107 U
110 xl緩存器
111 a倍乘法器/緩存器
113 任选的c倍乘法器、电阻
114 b倍乘法器/緩存器、电阻
115 加法器、增加点
116 xl緩存器
图2
284 探头阻抗
285 驱动器输出
288探头阻抗和驱动器输出之间的函数
图3示出了本发明驱动器的方块302 探头
303 电缆
305 来自振荡器部件的高频输出信号
308 来自解调器/峰峰斥全测器的幅值输出信号
341 驱动器的"振荡器"部件，包括探头和电缆，就像它们是完整振荡器的一部分
342 解调器和峰峰检测器
352本发明的驱动器
390 本发明振荡器的激励部分
图4示出了本发明的数字驱动器的方块405 来自振荡器部件的高频输出信号
408 来自解调器/峰峰检测器的幅值输出信号
441 驱动器的"振荡器"部件，包括探头和电缆，就像它们是完整振 荡器的一部分
442 解调器和峰峰检测器 492模数转换器
494 数字信号处理 496 输入/输出接口
图5示出了探头阻抗相对于探头和目标之间的位置/距离的离散数据和 曲线拟合数据；
582 目标和探头之间的位置/距离 584 以欧姆计的#:头阻抗 586 曲线
图6示出了线性化处理；
670探头驱动器输出曲线
672 线性化乘法因子曲线
674 线性化输出曲线(线)
682 以mil计的探头和目标材料之间的位置/距离
685 以Volt计的驱动器输出和线性化乘法因子
686 以Volt计的线性化驱动器输出
图7示出了由所述设备测量的非线性探头曲线响应； 782 探头和目标材料之间的间隙
9783 响应
790 测量探头响应曲线
图8示出了探头阻抗(L, R)行为与距离/间隙； 882 #:头和目标材料之间的间隙
884 电感(H)
885 电阻(Ohm)
891 探头线圈电感相对于间隙的曲线 892探头线圈电阻相对于间隙的曲线
图9示出了对表示不同电容设置的曲线范围进行非线性曲线建模的结
果；
982 #:头和目标材冲牛之间的间隙 993 改变C而计算的探头响应曲线 995 响应
图IO示出了多条线性化曲线作为驱动器电压的函数； 1073不同探头/电缆的多条不同线性化曲线 1084线性化乘法因子 1085驱动器输出电压
图IIA和IIB示出了系数曲线拟合示例； 1172离散Coeff (0)的拟合曲线 1174离散Coeff ( 1 )的拟合曲线 1180无限间隙电压 1182系数(0)刻度 1184系数(1)刻度
1192 Coeff (0)离散点
1194 Coeff ( 1 )离散点
图12示出了根据本发明生成系数的流程101210根据本发明的第一步步骤，获取基准曲线数据，包括无线间隙、 相对于位置的电压
1220在第一步骤之后第二步骤，创建基准线性化曲线，相对于位置 的因子
1230在第二步骤之后第三步骤，应用n阶多项式曲线拟合，n+l个
系数
1240第四步骤，K个样本全部完成，如否则返回第一步骤，如是，则 到第五步骤
1250第五步骤，用m阶多项式曲线拟合k个样本的每个具体系数，m+l 个系数
1260第六步骤，全部n+l个系数？如否，则返回第五步骤，如是，则 到第七步骤
1270第七步骤，存储n+l组m+l个系数
图13示出了根据本发明进行涡流通道校准的流程图，不进行补偿； 1310根据本发明的第一步骤，为探头类型和电缆长度加载n+l组m+l 个系数
1320在第一步骤之后第二步骤，安装目标探头系统
1330在第二步骤之后第三步骤，测量并存储无线间隙系统响应
1340第四步骤，计算n+l组系数
1350第五步骤，为ECP通道存储n+l组线性化函数系数
图14示出了根据本发明进行涡流通道校准的流程图，进行补偿； 1410根据本发明的第一步骤，为探头类型和电缆长度加载n+l组m+l 个系数；
1420在第一步骤之后第二步骤，加载补偿函数系数 1430在第二步骤之后第三步骤，安装目标探头系统 1440在第三步骤之后第四步骤，测量并存储无限间隙系统响应和振 荡频率系统响应
1450在第四步骤之后第五步骤，计算n+l组线性化系数
1460在第五步骤之后第六步骤，计算补偿系数1470在第六步骤之后第七步骤，用补偿系数校正线性化系数
1480在第七步骤之后第八步骤，为ECP通道存储n+l个线性化函数
系数
图15示出了本发明的补偿/线性化处理流程1510根据本发明的第一步骤，为ECP通道加载n+l个(经过补偿的) 线性化系数
1520在第一步骤或第四步骤之后第二步骤，记录ECP测量样本 1530在第二步骤之后第三步骤，向线性化函数应用补偿后的测量样
本
1520在第三步骤之后，第四步骤，存储线性化样本值并返回第二步骤
具体实施例方式
为了说明本发明的方法和设备，现在针对图1至15描述本发明功能以 及用途的一些示例。
着眼于自动关断、状态监控和长期设备健康，用来监控关键机器上的振 动的检测系统需要安装在该机器上的振动传感器。大多数常用传感器为径向 位移探头，诸如渴流探头，它需要模拟振荡器/解调器单元，通常称为"驱动 器"或"位移监测器(proximitor )，，。另一种探头是"地震"传感器，其测量 表面振动的加速度或位移，通常不需要驱动器。驱动器包括用来激励所连接 的涡流探头使其产生交变磁场的振荡器。该磁场在处于接近钢制目标材料的 范围时，将根据接近范围而在目标材料表面感生出时变涡流。所述涡流又会 产生与原先磁场相反的磁场并因此影响探头末梢的合成阻抗。感生涡流的幅 度取决于探头末梢和钢制目标材料之间的距离。因此，探头阻抗变化表征了 探头末梢和目标材料之间距离的直接测量值。因此，这种非接触式方法可以 用来测量距离/间隙(平均DC分量)和目标机器轴线的振动(AC分量)。
复数探头阻抗定义为
Zp = i + >丄
其中，阻抗R表示探头线圈的导线阻抗，并且因为目标材料吸收磁场能 量而覆盖了大多数的探头损失。感抗L表示线圈自感，并且由于磁场耦合目 标材料而对探头损失发挥较小的作用。后者表示在探头的工作间隙范围内存在较小的振动频率。
特别的情况是无限间隙或者宽阔间隙的情况。这种情况表示探头阻抗不 受磁场耦合损失的影响。因此，这种情况表示为由线圈导线阻抗和自感构成 的纯线圈属性，表示为Z。。
探头和同轴接头电缆一起形成并联LC谐振电路(tank circuit )，因为同 轴电缆可以认为是"分布式"电容。探头/电缆组合通常描述为加载了探头阻 抗(线圈)的有损传输线路(电缆)。
输出谐振阻抗(探头和电缆)是振荡电路整体的一部分。所用振荡器的 类型是自激振荡器。在系统启动时，向谐振电路的电容施加电荷。电容将其 能量释放到电感(线圈)。由于线圈导线电阻电压降低带来的损耗，振荡将 会衰减。但是，振荡器电路将确保能量损失得到补偿，而且还保证振荡幅值 在限定的幅值水平保持恒定。
非常重要的概念是仅在谐振阻抗为纯电阻性的时候才发生振荡。在该所 谓的谐4^f莫式下，谐振输出阻抗为纯电阻性的，因此合成电压响应是探头相 对于目标位置的直接测量值。谐振(振荡)频率主要由探头电感和电缆电容 限定。因此，当使用不同类型的探头(电感)或改变电缆长度时，将会影响 振荡频率。要注意，探头对目标位置的影响也会轻微影响合成振荡频率。
振荡器输出的峰到峰值电压水平认为是探头和目标之间距离的测量值， 并且低频幅值变化(包络)将作为距离随时间变化的测量值，因此表示目标 振动。解调器输出将消除高频分量并建立高精度的峰峰值检测器，该检测器 将用作根据本发明进行进一步数字处理的基本输入。
阻抗电压响应和探头目标距离之间的关系并不是线性的，因此需要进一 步处理来获取距离测量值的线性关系(对于目前的模拟系统来说， 一般采用 的输出灵敏性为200mV/mil)。此外，从上述内容可以得出，探头(R、 L) 和电缆(R、 C)的变化可能影响合成谐振输出阻抗，并因此引入误差，尤 其是在各种产品之间31入误差，因此需要手工校准来确保固定的线性输出结 果。
本发明还包括向数字领域进行变换，这种变换提供了所需的灵活性，以 允许根据本发明的自动补偿和线性化方案，消除任何的手工校准需求以及用
于补偿和线性化的固定硬件方案(正如目前全模拟设计方案中所用)中存在 的约束。这在以下进一步讨论。考虑到用于硬件控制和信号后期处理(非线性探头阻抗响应的线性化)的数字设计核心，以下系统概念用于本发明的驱 动器系统。
每种探头的不同电缆长度会导致探头/电缆组件不同的最大阻抗响应，为 了适应这种情况，驱动器振荡器操作建立在使用最长电缆长度作为线性化处 理的基准并采用外部补偿电容和/或阻抗匹配网络的基础上，以允许使用较短 的电缆长度。补偿的主要目的在于，相对于无限间隙测量响应，获得实际电 缆长度相对于基准电缆长度的均等阻抗响应。为此，可以在适合多种探头和 电缆长度的单个阻抗范围内优化驱动器振荡器，因此利用最优的动态输入范 围。此外，对振荡器的设计进行优化，以允许独立控制幅值水平和阻抗测量 灵敏性两者。然后可以数字式地控制这些参数，并将其用于不同类型的探头 的设计优化。本发明振荡器最重要的参数是非线性增益属性。该属性允许在 更高的探头系统阻抗情况下获得更大的增益。当每单位距离探头阻抗变化随 着探头远离目标而变得越来越小，根据本发明的特征将提供更大的输出增 益。因此本发明的振荡器在某种程度上进行线性化，因此扩展探头系统的可 用距离测量范围。
当然，振荡器电路受到反馈环路单位增益(1 )以及反馈环路0。相位相 对于输出信号的偏移的边界条件的制约。这些边界条件需要适用于全部可预 见的探头/电缆阻抗范围，以维持所需的激励振荡。
图1所示的框图说明了利用运算放大器110、 116或同等元件作为基础
构造模块的振荡器优化设计方案。该振荡器设计方案采用了双反馈环路，其
中一条支路指定为电压限制器112,以产生既定的与输出信号105同相的受 限电压输入106。在电压限制器112内包括高增益区段，以保证在振荡启动 的早期阶段电压受到限制。增益区段alll和b114与输出分压器R101和 Zpr。belOO相结合，保证总体反馈增益归一化并与输出信号105同相，以满足 振荡边界条件。在一些实施方式中，增益区段alll、 M15和cll3可以实施 为电阻和加法器115，这只是用电阻在緩沖运算放大器116周围实现增益区 段alll、 bll4的常见手法。
由于电压限制器112具有非线性，所以输出电压U107也会包含振荡频 率的更高阶谐波。在振荡时，探头/电缆电路将发生谐振，因此用作基础振荡 频率的带通滤波器。因此，仅基础谐波信号将耦合返回输入106。可选地引 入增益因子C113,以抵消这种固定的非线性效应。可以为该振荡器电路推导出以下方程
t/ = ".", +&,(1)
y zPr。te " (2)
p I 7
八卞厶Pi"Me
从方程(1 )、 (2)和(3)中，可以为输出电压定义以下关系
"。 ,=^^~"一 (4) K +(")
0&
从(4")可以看出U。ut105是Zpr。bc100的二阶函数，因此具有非线性特 性。由于探头/电缆阻抗具有最大值(无限间隙)，所以最大振荡幅值UMax 定义为
Uumit定义为，对于较小的输出电压U，随着探头/电缆阻抗变化，对于 全部输出电压响应来说，极限电压水平保持恒定。从方程(5)中，可以推 导出ULimit的关系，并将其带入方程(4)以获得U。ut相对于U腿的关系。
^ +(1-")
{/=J Ms^--(6)
u卯, D max
"~~ + (1 —
利用方程(6)并将输出电压函数对探头阻抗求微分，可以确定一种关 系，得出相对于阻抗变化的最大输出电压变化 A +(1-。)
d6L, 工乂 _ TT 及
+(1一")
7
7
7
^p油
利用方程(7)的结果，并且根据接近最大探头阻抗(Z賺)的变化大部 分相关，以便扩展探头范围，则将最大电压变化定义为 ") = 0 (8)
从方程(8)的结果可以得出，对于特定类型的探头和探头电缆长度来说，特定的Zn^是已知的，因此留下变量R和增益因子a来优化响应。
才艮据最大探头系统阻抗、输出电压和极限电压，在参数a、 b和R之间 存在固定的关系。通过选择两个参数，根据预定的最大设定值，可以利用方 程(5)确定剩下的参数，重写为方程(9)、 (10)和(11):
(9)
7 f/
6(a,i )-"版
A ，
乂
及(a》):=《
乂
(10) (11)
U(z)关系的属性，如方程(1)所限定，取决于参数设定a、 b和R。在 这方面，必须注意，对于最大预期探头系统阻抗时的既定最大输出电压，可 能存在满足这些要求的多种结果。但是，正如从方程(1)所得出的，函数 U(z)主要取决于参数a、 b和R。
参数a和b还确定振荡器传递函数的非线性属性。如果a〈l且b",则 传递函数将具有非线性属性，此时低阻抗值被放大的程度超过较高的阻抗 值。如果&=1，则传递函数在输出电压和阻抗之间具有线性属性。最后，如 果a〉l且b〈1，则传递函数将具有非线性属性，此时高阻抗值放大的程度超 过较低阻抗值。
图2示出了在a二1.272、 5=0.153且11=604时，振荡器具有非线性输出响 应288的情形。因此当探头阻抗Zpr。be284增大时，输出LU258放大效果更 为剧烈。这样，我们可以借助振荡器拓展单位距离移动的小阻抗变化。
利用参数a和b的固定关系优化振荡器的响应作为非线性探头阻抗响应 线性化的第一步，并利用固定参数Ui^it和计算变换因子c,仅留下参数R (与已知的ECP系统的Z腿相结合)来确定最大输出电压。
从方程(6)可以得出，相对于既定最大电压来说，在给定方程(8)中 的R和a(和b)关系的情况下，输出电压变化单纯取决于探头/电缆阻抗变 化。
根据以上设计，独立控制输出信号幅值并优化阻抗变化响应的目标，以 下控制参数适用于
1. 非线性参数a和b组合。
2. 幅值增益电阻值R (与固定增益因子a组合)
16参照以上内容和方程(5),可以得出当R与实际探头阻抗(Zp)匹配时，
对于不同情况来说可以得到某种程度的硬件优化，其中实际探头阻抗可能因 探头和电缆特性变化而不同。 一般来说，当电缆长度加长时，这些变化可能 会有更大的影响，因此将不能结合线性化函数进行补偿。
因此根据本发明的驱动器是基于"自激"振荡器的探头激励，而非探头 /电缆系统利用可变频率信号发生器调谐成谐振的设计方案。本发明的设计方 案优势很多，诸如确定的、主要为电阻性的探头/电缆谐振阻抗负载。利用传 统的运算放大器或同等元件，谐振阻抗负载将不包含寄生电容阻抗。根据本 发明的电路是电压受控的环路。利用高精度的电压限制器，利用输出信号作 为输入，并利用高精度的增益限定电阻，部件因素导致的幅值变化，相同的 谐振阻抗增益，在不同的产品之间将具有更高的精度。这样将部分或完全消 除手工硬件校准的需求。电路是不依赖频率的。这样将消除对并联补偿电感 的需求，时间长了，该电感会改变响应。根据本发明的电路设计是低电流设 计，以满足为区域l核准的原有安全度。所提及的任何危险区域类别诸如区 域1,都是指区域1或同等分类，诸如类别1分部1。不存在手工范围校准 的需求，并且具有更高层次的模块互换性一一 "单一模块支持全部探头"的
概念。但是，可以由振荡器电路调整电阻值R,以补偿探头/电缆谐振阻抗电 路的电阻负载。
图3示出了驱动器352包括本发明的振荡器电路390。本发明的电路390 形成完整振荡器电路341的一部分，该完整振荡器电路还包括探头302和电 缆303。跟在振荡器305输出端后面的是高速峰峰值检测器342，将动态高 频输出信号转换为DC电压输出信号308，该输出信号表示探头和目标之间 的间隙并且叠加有轴振动信号(最高10kHz的低频)。驱动器352 —般包括 解调器、低通滤波器和峰峰值检测器342功能以及振荡器341。驱动器352 包括振荡器电路和解调器以及峰峰值检测器342，可以用在独立配置中，此 时输出信号308传送到中央处理位置，或者可以与下面所述的本发明分布式 数字处理装置集成。
如上所述的本发明驱动器可以实施在安装于设备室的系统中。在高火险 环境中，需要监控关键设备的振动，诸如这些设备用在能源领域，例如油气 工业，目的是自动关断和长期的设备健康、状态、监控。在高火险工业诸如 油气工业，相对于易燃气体为控制室指定了安全区。如上所述的本发明驱动器还可以实施在安装于设备上的系统中。在许多 商业/工业领域，诸如油气工业，相对于易燃气体为设备指定了 "危险区，，一一 并分成着火"区域"。位于危险区的任何电气设备必须设计成在部件失效的 情况下都不能产生火源(例如，火花)或包含火源，并且不能触及易燃气体。 内在安全监控的概念以及具有本发明分布式特征的保护系统解决了许多问 题。为了实现本发明，上述本发明的涡流驱动器与数字信号处理集成，从而 形成集振动监控和一部分状态监控于一身的完整单元，该单元经由本发明的 数字信号线路与分布式控制系统和中央状态监控部分通信。该单元可以包括 多个驱动器和用于不需要驱动器的传感器的输入。
模拟系统，如上所述，主要包括3个单独的部件以形成涡流系统——位 移探头、电缆和振荡器/解调器，通常称为驱动器或位移监测器。探头驱动器 实施探头激活/激励，并且在许多情况下，实施模拟信号线性化和一些信号调 整，从而准备好输入到外部监控和保护系统设备。如果驱动器包括用来对各 种涡流位移探头进行线性化和信号调整的模拟电路，则驱动器变得非常复 杂。
根据目标监控场合，涡流探头系统设计的系统需要适应许多参数变化。 这些变量包括但不限于位移探头尺寸、电缆长度、目标材料和要求的输出灵 敏性。在涡流探头测量的操作层面，另一个主要的限制是不太容易在探头和 最终信号调整之间以同轴电缆实现较长的距离，即从安装在设备上的探头直 接连接到居中设置的监控系统，这可能有数百米远。目前的操作原理将该距
离限制为15米左右。因此，使用独立的驱动器在距离探头可接受的距离内 实施所需的调整。
相对于以固定参数为基础的模拟设计方案的部件变化而言，数字驱动器 将改善单一涡流探头系统设计方案的灵活性。但是，数字驱动器作为单独的 产品，在为涡流探头系统建立线性化曲线之后， 一般来说保持静态。接着， 用来建立该曲线的可用信号处理功率将不再4吏用，但是部件成本保持不变。 模数转换、数字信号处理，再进行数模转换以允许连接以模拟输入为勤出的 标准监控防护系统，这样做的成本将使得产品较之已有的模拟设计而言，不 具有商业竟争性。
才艮据本发明，引入设备本身的分布式调整和防护监控器，使得最终信号 调整可以在涡流探头(ECP)系统的距离极限范围内进行，并且不再需要个别传感器连线到远程监控和防护系统。建立在以分布式监控防护模块的数字 信号处理为主的基础之上，本发明因此将驱动信号调整硬件包括在产品中， 并以更为节省成本的方式为所需的线性化采用数字信号处理功率，因为数字 信号处理的主要功能是对所连接的传感器的连续监控和保护功能。将驱动器 硬件包括在产品的部件中所带来的额外效果是完全消除了任何数模转换需 求，以及驱动器和监控器之间的铜导线接口，因此优化了成本、效率以及总 体系统质量和可靠性。进一步增加可靠性的是，除了驱动器输出的常见DC
输出电平探头OK监控之外，该系统还监控RF探头激励信号的存在与否。 因此，除了以常规DC为基础的OK监控之外，本发明还为探头失效提供更 大的诊断覆盖性。配置软件允许对直接连接型位移探头和各种电缆长度(根 据不同场合定制)进行现场校准和线性化。
由于不需要单独的模拟驱动器系统，所以本发明的系统允许降低系统的 总体成本。通过用于分布式用途的硬件集成，优化了允许本发明定位一一包 括集成涡流探头驱动信号处理一一在设备基部的区域1危险区域中并在其中 操作的规定。利用单一驱动器设备支持灵活但是受限的位移探头电缆长度， 增加了可靠性并减少了维护问题。利用单一驱动器设备支持结构不同、类型 不同的位移探头，增加了可靠性并减少了维护问题。而且根据本发明，还存 在软件驱动的现场校准和线性化方案。
图4示出了本发明分布式振动和状态监控系统的分布式部件的主要部 分。分布式部件包括一个或多个涡流探头接口，从而构成振荡器441部件， 而该振荡器又传输高频输出405。接在振荡器441的输出405之后的是高速 峰峰值检测器442,从而将动态高频输出信号转化为包括DC电压的输出信 号408,该DC电压信号代表探头和目标之间的间隙以及叠加的最高约10kHz 的低频信号，这种低频信号代表轴振动信号。解调且峰峰值检测输出信号408 接着在AD转换器492内进行模数转换，然后数字信号送入数字信号处理部 件494。在根据本发明处理和数据还源之后，经由1/0接口 496将数据传输 到分布式控制系统用于关断控制，数据处理和还原在以下解释。
一种对涡流探头系统进行探头功能监控的方法是监控DC间隙电压。但 是，这种检测方法不仅取决于探头/电缆，而且取决于大量电子电路诸如振荡 器、峰峰值检测器的正确操作。因此，这种方法不能100。/。排它地确认探头 和/或电缆接口的实际故障。此外，这种方法在推力监控场合特别失效，此时
19DC间隙测量不但是测量参数，而且是:^笨头控制措施。因此，所述系统不能 在筒单的超范围和实际部件故障之间进行区分。本发明根据振荡频率进行正
确的功能检测提供了这种区分，并且如果与DC电压监控一起^f吏用的话，允
许检测和确认超范围和故障两者。在这种情况下，可以监控振荡频率，并且 可以在较早的阶段确定超出探头(或振荡器)预期范围或者电路失效。因此，
高频信号405连接到数字信号处理部件494，用于测量频率和此后的范围检 查。因此，这种方法对于更为可靠且冗余的探头功能监控方法具有积极贡献。
此外，在监控实际振荡频率时，可以将响应与预定具体探头系统数据进 行比较。不同类型的探头可以在不同振荡频率下操作。当频率偏离根据配置 预定的范围时，将表示在配置和所连接的探头类型之间出现了不匹配，并且 可以防止因人为错误而可能发生的关断，即使用了错误的探头类型或错误的 配置。同样，对于正确的配置，在频率和/或幅值响应背离标称操作值时，可 以发出警告，表示因系统物理变化而发生了阻抗变化，即探头线圈特性因环 境因素发生了改变。除了频率监控之外一一在系统启动阶段一 一可以将无限 间隙响应与预期值相比较。在振荡频率符合预期，但是发现幅值响应存在显 著变化时，可以确认电缆具有不同的特性，因此需要新的校准信息，即以特 性不同于前述型号的电缆替代延伸电缆。
根据频率和幅值监控能力，先进的阻抗校正技术，类似于以下所述的本 发明的线性化技术，可以用来补偿与探头-目标距离无关的系统特性变化， 诸如电阻性探头电缆损耗。
由于探头位置响应的非线性属性，所以需要输出信号处理来获得线性响 应。探头/电缆阻抗与探头类型、探头线圈参数、探头位置、电缆参数、电缆 长度、振荡频率以及目标材料直接相关。根据经验，不需要将自动化方法适 应于响应不同的目标材料等。线性化建立在已知目标材料、探头类型和电缆 特性的基础之上，将适合电缆长度的实际范围。
所用的线性化方法主要建立在补偿探头电缆引入的电容、模块和输出通 道之间的输入电容差异的基础之上。线性化处理的主输入是无限间隙响应值 之间的差异。这种方法允许消除对个别部件调整(探头电缆、延伸电缆和驱 动器)的需求，因此除了节省制造成本之外，还减少了现场校准并维持了产 品 间较高的互换能力。
但是，除了电容变化，还存在探头差异，表现在线圈末梢电感值的变化。
20这些变化可能由绕制过程的偏差(导线直径、张力、均匀性、匝数等)导致。 电感变化主要表现在振荡频率的变化上，但是当然还以类似于探头振荡谐振 电路的电容变化的相同方式对无限间隙响应存在影响。根据线性化概念以电 容变化为基础对探头系统进行线性化时，是建立在银头末梢非线性属性均等 的基础之上。
原理上，有两种方法补偿探头末梢变化。第一种方法是所谓的前线性化 补偿，这种方法基本上类似于实际的线性化方法，将才艮据用于生成线性化库 时的情况，根据探头末梢特性更新测量样本。这种方法的优势在于，补偿应 用于全部测量范围，并且提供最佳结果。缺陷在于，这种方法以每个样本为 基础采用多项式高阶算法，耗费处理时间。第二种方法称为后线性化补偿， 这种方法建立在线性化处理导致的输出敏感性变化较小的情况下，这表明更 大间隙存在更大的偏差。因此，这种方法允许在校准处理中优化系统内偏差 和增益因子，因此主要优势在于不涉及额外的处理时间(和功率)。
这些方法允许消除对个别部件(探头电缆、延伸电缆和驱动器)调整的 需求，因此减少了现场校准并保持了产品之间较高的互换能力。在系统特性 明显改变的情况下，系统允许根据厂方原始线性化校准数据进行重新校准。 不需要现场系统校准。主要的现场需求在于在安装前获得所述探头的无限间 隙响应。在这些工作中，在系统最终安装之前，执行存储探头识别信息的单 元。测量的无限间隙响应作为基础用来确定补偿阻抗测量电压及其结果线性 化所需的实际系数集合。但是，对于执行具体现场校准，为具体涡流探头系 统获得线性化系数则没有确定的限制，即目标材料、探头类型和电缆长度。
图5示出了阻抗584相对于距离目标的距离582的非线性属性。示出了 离散数据(方块)和曲线拟合数据(线)586两者。探头响应线性化输入是 振荡器驱动器响应，振荡器输出电压的峰峰测量结果。根据希望的输出灵敏
性，可以利用以下方程定义线性化曲线
T, ,、 尸os ■ 5fe，Y/v办 / i ^ 、
=-^~ 、 U
利用线性化函数(12)以及描述振荡器非线性输出的函数，线性化的输 出响应定义为
= {7。 ,(尸o". i/"(尸cw) (13) 图6示出了振荡器响应电压670、 685作为间隙682 (探头和目标之间的距离)的函lt,所需的线性化乘法函数672、685作为希望的灵l^丈性200mV/mil 的结果以及产生的线性化输出674、 686。线性化处理的目标是以n阶多项式 函数描述线性化函数，以允许对每个驱动器输出样本进行即时(on-the-fly) 线性化。多项式函数如此选择，与硬件乘法电路相结合，具有较高的计算机 计算效率，因此可以快速执行并且降低总体功耗。但是，对于每一种不同的 电缆长度、探头类型等，线性化函数也不同。为了克服这个问题，需要在电 缆电容偏差、探头特性偏差和长度误差较小的基准电缆长度时，为每种探头 获得多条实验曲线，以便描述线性化函数的范围。
由于上述原理需要大量实际工作，因此引入本发明的方法来根据单一基 准曲线预测电容变化的属性(电缆长度差异、ECP输入的通道间或模块间输 入差异)。这种数学方法将计算所用多条曲线的响应作为输入，用来创建所 谓的同族线性化库，用于校准ECP通道。
这种线性化预测模型的目的是根据标准探头单一曲线测量值对特定电 容变化范围进行理论预测。 一条通道用作基准通道，这对全部模型都是可行 的，且其偏差较之其他ECP输入通道处于中部某处。这种概念要求实际探 头属性较小，因为探头之间的电感和电阻变化将导致不同的非线性属性，这 种不同的非线性属性无法利用电容变化补偿进行校正。
实际测试显示出对于一组探头来说，无限间隙值的商数(quotient)和振 荡频率良好地度量了探头质量。因此，对于制造探头来说，主要的目的是确 保这些属性满足实际同族线性化库结果所形成的规格。
首先，可以从图7中看出，相对于间隙782测量790探头响应783。根 据该单位增益非线性曲线，在ECP数字和硬件电路已知传递函数的基础上 计算ECP输入阻抗。利用已知的电缆补偿电容和ECP硬件输入阻抗，计算 探头系统输出阻抗。根据适用于探头电缆和延伸电缆长度领域所用的有损传 输线路理论、已知的电缆特性以及包含连接件插入损耗，可以根据探头系统 输出阻抗在谐振时为真实阻抗这一事实，计算探头阻抗。如图8所示，计算 结果是每个^f皮评估间隙882的探头末梢线圏电感L884、 891和损耗电阻 R885、 891的测量^f直。
然后根据本发明，利用已知探头阻抗(包括模块负载)，对从探头末梢 到振荡器输入的有损传输线路计算过程进行反求，计算补偿电容不同(模拟 电缆长度变化、电缆规格变化和输入通道之间的差异)时的预期响应。由于电容发生变化，所以预期存在频率变化，并且将影响振荡时产生的电阻性阻 抗。从图9中可以看出，根据新计算出的探头响应曲线，可以再次利用已知
硬件传递函数来计算无线间隙982响应995曲线993——包括相关计算的无 线间隙响应 一一用作输入来产生探头同族线性化库。
每个探头响应(离散样本)转移到相关线性化函数中，并对于图9中的 k条输入曲线每一条拟合n阶多项式函数。
Zj、(x) = +a(2)t;c + a(3)ytx2+a(4)tx3+... + <3(" + 1)^" ( 14)
如图IO所示，对于其他计算，采用线性化乘法1084,曲线1073作为振 荡器输出电压1085响应的函数，并且借助n阶多项式和相关的系数集合进 行描述。曲线1073包括测量曲线和计算曲线，计算曲线具有不同于测量曲 线状态的C,如上所述。
根据将未知探头/电缆系统目标线性化曲线定义在计算基准曲线范围内 的目的，所需的未知系统输入是无线间隙测量响应。为了^f吏用无限间隙测量 响应定义最佳描述目标线性化曲线的系数集合，计算基准线性化曲线的每个 对应系数利用适当的无限间隙响应作为基准拟合成对应的m阶多项式。这样 将形成一个函数，该函数根据库无线间隙和测量无线间隙响应之间的已知差 异，为个别线性化曲线拟合系数提供曲线拟合结果。由于计算线性化曲线以 n阶多项式描述，所以将产生n+l个系数。同样，这些系数每一个将利用无 线间隙测量响应为输入以m阶多项式函凄t描述。因此，(n+l) * (m+l)个 系数将形成线性化数据集合。从以上可知，可以得出以下函数来描述未知探 头系统所希望的线性化曲线系数，其中y-存储的库无限间隙-测量无限间隙 响应
C<(1) (y H, (l) + W2)" "(3)/ +…+ & O + i)Z
Coe兀(2)(力=62(1) + 62(2) j + 62(3)少2 +…+ + l)户 (15)
Coei^("+,)(力=6 =1(1) + 6 +1(2)y + 6 +, (3)/ +…+ 6 +1(m +1),
因此，根据计算基准线性化曲线，以及带有处于基准曲线边界内的未知 线性化曲线的测量无限间隙响应，可以计算描述所希望的未知线性化曲线的 系数。
以下函数，利用驱动器样本电压作为输入(x)，现在可以用来得到每个 所获取的数据样本的线性化响应"。",0，力=Coe#。(1)0) + Coe#。(2)(>) x = Coe#。(3)0) x2 +…+ Coe#。( +1)0). x"( 16 )
基准曲线的数目(k)和所用多项式的阶数(n和m)将确定输出结果 的精度和工作范围(在基准线性化曲线之间扩展)。
图11A和12B示出了利用4阶多项式和5条基准曲线拟合线性化曲线 函数的第一和第二系数的曲线拟合示例。图IIA示出了 5条基准曲线的第一 系数1192相对于曲线拟合1172的对应无限间隙值1180的值1182。图11B 示出了 5条基准曲线的第二系数1194相对于曲线拟合1174的对应无限间隙 值1180的值1184。接下来，为了得到希望的第一和第二系数值，将测量无 限间隙值输入各条曲线并从每条拟合曲线1172、 1174得到这些系数。该示 例中清楚地表明，基准曲线的数目将改善系数的精度。因此，使用所述的参 考数学模型相对于实际方法是优选方案，因为原则上可以使用无限多个系 数。在原理上，在曲线之间使用较小的间隔时，可以产生单一的系数集合， 以描述具体探头类型电缆长度的全部范围。
线性化和预测方法建立在电容变化的基础上，因此适应电缆长度变化和 通道之间的电容差异以及不同模块。利用这种同族范围进行探头校准接着对 小的电容差异进行补偿。但是，该方法建立在所用探头系统非线性均等的基 础之上。在探头线圈变化的情况下，该方法将得到不同的非线性属性。在本 节将说明早先提到的计算上最为有效的后线性化补偿方法。
后线性化补偿方法的基本原理也是对探头末梢线圈较之探头基准系统 响应的变化进行非线性评估，从而进行预测。由于无限间隙值是线性化处理 的主要基准，所以补偿方法是建立在探头系统无限间隙和振荡频率商数除以 基准探头无线间隙和振荡频率商数的基础上，进一步确定为无限间隙/振荡商 数。
首先，探头制造测试数据用来得到探头线圈变化范围的曲线响应，或者 使用模拟模型进行这项工作。接着，对于每条曲线的非线性差异评估，根据 基准探头系统计算实际线性化系数和经计算的线性化系数。根据具体系数(4 阶多项式函数；a0、 al等)阵列创建补偿库函数以及无限间隙/振荡商数的 对应基准。然后，根据基准探头系统线性化库为每条曲线计算线性化输出响 应，并计算一阶补偿函数(偏移和增益)。根据补偿函数行列式和无限间隙/ 振荡上述的对应基准创建补偿库函数。
利用所得补偿函数，可以在校准过程中将计算线性化系数相应适配，以
24优化探头系统较之基准系统的非线性差异。
该方法利用制造数据的额外优势在于，为控制探头制造质量提供了直接 的手段，因为探头需要拟合在本方法定义的补偿范围内。然后可以测试探头 制造过程的各个阶段，判断响应是否处于预定可接受的区域之内。
参照所述补偿和线性化处理的全部过程，可以确定3个主要的步骤生
成系数、校准涡流通道、和补偿/线性化处理。根据既定条件下的多条基准曲 线生成系数，产生所需要的系数集合，用来描述具体探头类型和所支持的电 缆长度的补偿和线性化函数。它们是厂方原始数据集合，为具体探头类型形 成"库数据"。这些数据集合存储起来，以后可以根据需要下载到监控模块
中。图12示出了表示本发明生成系数步骤的流程图。根据本发明，在第一 步骤1210中，获取基准曲线数据，包括无限间隙、相对于位置的电压。在 第一步骤1210之后，在第二步骤1220中，创建线性化曲线，得到相对于位 置的因子。在第二步骤1220之后，在第三步骤1230中，应用n阶多项式曲 线拟合，得到n+l系数。在第三步骤1230之后，在第四步骤1240中，测试 是否K个样本全部完成，如否，则程序返回第一步骤1210。如果k个样本 全部完成，则程序继续进行到第五步骤1250。在第四步骤1240之后，如果 k个样本全部完成，则在第五步骤1250中，对k个样本的每一个具体系数应 用m阶多项式拟合，得到m+l个系数。在第五步骤1250之后，在第六步骤 1260中，测试是否n+l个系数全部完成。如否，则程序返回第五步骤1250。 否则，如果全部系数都完成，则程序继续进行到第七步骤1270。在第六步骤 之后，如果全部系数都完成，则在第七步骤中，存储n+l组m+l个系数。
根据探头类型和电缆长度校准涡流探头通道，加载适当的系数集合，安 装探头系统，以补偿电容收尾，并测量无限间隙响应，为适用的涡流探头通 道计算/存储补偿和线性化函数系数。这是一种模块化功能，通常在涡流探头
系统安装时执行一次。图13示出了表示涡流探头通道校准步骤的流程图， 不进行本发明的补偿。根据本发明，在第一步骤1310中，为探头类型和电 缆长度加载n+l组m+l个系数。在第一步骤1310之后，在第二步骤1320 中，安装目标探头系统。在第二步骤1320之后，在第三步骤1330中，测量 并存储无限间隙系统响应。在第三步骤1330之后，在第四步骤1340中，计 算n+l组系数。在第四步骤1340之后，在第五步骤1350中，为ECP通道 存储n+l个线性化函数系数。图14示出了表示涡流通道校准程序步骤的流程图，进行本发明的补偿。
根据本发明，在第一步骤1410中，为探头类型和电缆长度加载n+l组m+l个系数。在第一步骤1410之后，在第二步骤1420中，加载补偿函数系数。在第二步骤之后，在第三步骤1430中，安装目标探头系统。在第三步骤1430之后，在第四步骤1440中，测量并存储无限间隙系统响应和振荡频率系统响应。在第四步骤1440之后，在第五步骤1450中，计算n+l组线性化系数。在第五步骤1450之后，在第六步骤1460中，计算补偿系数。在第六步骤1460之后，在第七步骤1470中，以补偿系数对线性化系数进行校正。最后，在第七步骤1470之后，在第八步骤1480中，为ECP通道存储n+l个线性化函数系数。
对于每个涡流探头通道，加载(补偿过的)线性化系数，并且开始驱动器样本数据采集，对每个具体样本应用补偿，并对该结果应用线性化函数。这是一种模块化功能，其中线性化作为采样过程的一部分"即时"执行，然后借助数字滤波和信号评估技术对线性化的样本进行进一步处理。图15示出了本发明补偿/线性化处理的流程图。根据本发明，在第一步骤1510中，为ECP通道加载n+l个(补偿后的)线性化系数。在第一步骤1510之后或第四步骤1540之后，在第二步骤1520中，记录/读取ECP测量样本。在第二步骤1520之后，在第三步骤1530中，将补偿后的测量样本应用于线性化函数。在第三步骤1530之后，在第四步骤1540中，存储线性化的样本值，然后程序返回第二步骤1520。
本发明并不限于上述实施方式，而是可以在后面的权利要求书的范围内进行变动。
权利要求
1. 一种确定连接到涡流探头振荡器的涡流探头/电缆系统状态的方法，其特征在于，确定该状态是建立在涡流探头振荡器的频率的基础上的。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，据该方法确定所述状态，包括确定涡流探头/电缆系统的系统类型和/或确定涡流探头/电缆系统的正 确功能。
3. 如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，包括步骤 测量涡流探头振荡器的频率；将测量的频率与一个或多个先前测量的频率、和/或预定频率、和/或预 定的频率范围进行比较；借助频率比较结果确定所述状态
4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括步骤 解调涡流探头振荡器的所述频率；测量解调后的频率的幅值；将测量的幅值与一个或多个先前测量的幅值、和/或预定幅值、和/或预 定幅值范围进行比较；并且确定所述状态的步骤包括借助幅值比较结果确定所述状态。
5. —种布置成确定连接到涡流探头振荡器的涡流探头/电缆系统状态的 单元，其特征在于，确定所述状态是建立在涡流探头振荡器的频率的基础上 的。
6. 如权利要求5所述的单元，其特征在于，确定所述状态，包括确定 涡流探头/电缆系统的系统类型和/或确定涡流探头/电缆系统的正确功能。
7. 如权利要求5或6所述的单元，其特征在于，所述单元包括 布置成测量涡流探头振荡器频率的测量装置；频率比较装置，所述频率比较装置布置成将测量的频率与一个或多个先 前测量的频率、和/或预定频率、和/或预定频率范围进行比较；确定装置，所述确定装置布置成借助频率比较装置的结果确定所述状态。
8. 如权利要求7所述的单元，其特征在于，所述单元进一步包括 解调装置，所述解调装置布置成解调涡流探头振荡器的频率；布置成测量解调后的频率的幅值的测量装置；幅值比较装置，所述幅值比较装置布置成将测量的幅值与一个或多个先 前测量的幅值、和/或预定幅值、和/或预定幅值范围进行比较，而且，所述 确定装置还布置成借助所述幅值比较装置的结果确定所述状态。
9. 一种布置成借助来自至少一个涡流探头的测量值来监控至少一个旋 转部件的振动监控系统，其特征在于，该系统包括位于该至少一个旋转部件 本地的分布式单元，该分布式单元包括根据权利要求5至8任一项所述的单 元。
10. 如权利要求9所述的振动监控系统，其特征在于，该分布式单元布 置到区域1环境中，并且该至少一个旋转部件位于区域1环境中。
全文摘要
一种振动和状态监控系统，在每个模块中具有以真实数字信号处理为基础的设计，具有以非常有限的模拟处理为基础的一般信号调节以及集成的专用传感器调节。除了支持常用的采用外部驱动器的涡流探头系统之外，该模块还支持涡流探头系统直接连接到该模块，原因在于内建的驱动器以及线性化功能。专用传感器信号处理并不依赖硬件，而仅依赖嵌入式软件。对于I.S.环境具备全部的传感器输入支持。不仅支持来自加速度计、速度传感器的常见传感器输入类型，而且支持涡流探头系统的直接输入，以测量振动和/速度。所述模块还包括借助频率测量以及可能的幅值测量来获取所连接的涡流探头系统(302、303)的类型和正确功能。
文档编号G01B7/02GK101479562SQ200780023689
公开日2009年7月8日 申请日期2007年6月22日 优先权日2006年6月23日
发明者雷蒙德·休格特 申请人:Skf公司