检测电子装置中的振动异常的方法和相关联系统与流程

本发明大体上涉及振动检测，且尤其涉及一种检测用于控制电动机或类似机器的电子装置中的振动异常的方法。本发明还涉及一种用于检测用于控制暴露于振动的电动机、机器或设备的电子装置中的振动异常的系统。

背景技术：

1、长期以来已知电子设备对例如源自电子装置的错误安装或疏忽维护的过度振动高度敏感。

2、一般来说，过度振动可能会导致装置电路板的组件脱离或脱焊，从而引起故障和连锁故障。

3、通常，通过在电路板的对振动更敏感的组件上涂覆树脂或胶点或通过用树脂涂布整个电路板来提供振动保护。

4、还已知将减振机械支撑件应用于电子装置的外部结构或直接应用于待保护的电路板，其中支撑件适当地设定大小以降低对装置的电子组件特别有害的机械频率。

5、然而，上述解决方案非常昂贵并且由于其构造的机械限制、组件的尺寸或装置的应用限制而不易于适用于任何类型的电子装置。

6、并且，其它类型的振动现象可能会部分损害上述解决方案，例如由于几乎不可预测的外部环境现象而导致减振支撑件硬化，从而导致损坏电子装置的振动增加。

7、几乎不可预测的振动现象的一个实例是机械联接到电子装置的移动部件的脱离、故障或异常，与电子装置所容许的机械振动相比，这会增加或加剧机械振动，从而导致其故障。

8、为了至少部分地消除这些缺陷，已经开发了具有至少一个与配备有存储器单元的电子控制单元相关联的振动传感器的系统，并且所述系统被设计成测量机械振动并收集一定量的数据来建立比较数据库并预测待保护电子装置的机械故障。

9、然而，此类系统通常依赖于存储在电子装置外部的存储器中的大量数据收集，以借助于云连接来保护，这限制了对具有互联网连接的电子装置的监测能力。

10、此外，这些系统的准确性和有效性与收集的数据量和应用的一致性成正比，微小的应用差异可能会导致误报。

11、为了至少部分地消除最后提到的这些缺点，已经开发了振动异常检测方法，其使用与安装在装置中的存储器单元直接相关联的至少一个振动传感器。

12、ep3514389公开了一种如上文所描述的系统和方法，用于识别连接到泵并由电子装置(例如，逆变器)供电的电机单元的异常振动。

13、所述系统包括用于检测泵、电动机和逆变器的振动中的至少一者的多个振动传感器。还提供连接到存储器单元的控制单元以存储通过传感器测量的读数。

14、通过控制单元实施的振动识别方法包含将泵电机的旋转速度逐渐提高到预定旋转速度以存储如由传感器测量的振动值的第一步骤。

15、在此阶段，控制单元以预定频率间隔将逆变器的频率逐渐增加到最高频率，且在等待逆变器的频率变得稳定的预定时间之后在每一间隔下存储振动值，以随后确定泵的对应操作频率的阈值振动值。

16、因此，在电机正常操作期间，控制单元分析由传感器测量的振动，并且当测量到的振动值中的至少一者超过其阈值的时间长于预定间隔时，控制单元指示异常振动。

17、此外，每一阈值振动值包括传感器中的每一者的最小值和最大值，以由此确定容许振动且避免误报的振动范围。通过将数值因数与所存储的值相加或相乘来确定这些最大和最小阈值。

18、因此，当如由振动传感器测量的振动值中的至少一者高于最大阈值时，控制单元发出警报以指示异常振动且停止电机的操作。另一方面，当所有测量到的振动值低于最大阈值且测量到的振动值中的至少一者高于最小阈值时，控制单元检测到异常振动且发出警报而不停止电机的操作。

19、此已知解决方案的第一缺陷为确定阈值的振动测量以预定频率间隔和预定采样时间实行且确实考虑对施加到电动机的负载的任何改变。

20、因此，这种解决方案防止检测由电子装置的错误安装或疏忽维护引起的过度振动，且无法与具有异质的工作循环和/或负载的设备一起使用。

21、技术问题

22、鉴于现有技术，通过本发明解决的技术问题是提供对电子装置中的任何振动异常的智能检测，且提供异常操作和故障发生的指示，同时避免误报且提供预防性维护。

技术实现思路

1、本发明的目标是通过提供高效且节约成本的用于检测用于控制电动机的电子装置的振动异常的方法和系统来消除上文所讨论的缺陷。

2、本发明的特定目标是提供避免误报的如上文所描述用于检测振动异常的方法和系统。

3、本发明的另一个目标是提供如上文所描述用于检测振动异常的方法和系统，其可辨识由电子装置的错误安装或疏忽维护引起的过度振动。

4、本发明的又一目标是提供如上文所描述用于检测振动异常的方法和系统，其提供对不具有因特网连接的电子装置的监测。

5、本发明的又一目标是提供如上文所描述用于检测甚至在几乎不可预测的外部环境现象下的振动异常的方法和系统。

6、本发明的又一目标是提供如上文所描述用于检测振动异常的方法和系统，其可识别预警阈值和停止阈值以用于停止与装置的电子电路和相关应用不兼容的机械振动。

7、本发明的另一个目标是提供如上文所描述用于检测振动异常的方法和系统，其提供监测电子装置的单个应用的振动数据的收集。

8、本发明的又一目标是提供如上文所描述用于检测振动异常的方法和系统，其可以与具有可变工作循环和负载的设备一起使用。

9、如下文更清楚地解释，这些和其它目标通过以下方法满足：通过指示何时超过对应于与相关应用不兼容的机械振动的预定阈值来检测用于控制电动机或类似机器的电子装置的振动异常，如权利要求1中所定义。

10、本发明的方法包含以下步骤：

11、a)提供与配备有存储器单元的电子控制单元以可操作方式相关联的振动传感器；

12、b)在学习模式下致动电子装置和电动机，其中电机以时变电流和速度操作；

13、c)对于每一电流和速度值，通过传感器测量振动以测量瞬时振动值且确定对应于与相关应用不兼容的机械振动的阈值的参考振动值的第一集合；

14、d)将参考值的第一集合存储于存储器单元中；

15、e)在监督模式下致动电子装置且在操作模式下致动电动机，其中电机以时变电流和速度操作；

16、f)对于每一电流和速度值，通过传感器测量振动以测量瞬时振动值且确定操作振动值的第二集合；

17、g)当值的第二集合的振动值超过参考值的第一集合的相应振动值时，通过电子控制单元触发预警和警报信号。

18、特征的这种组合提供了对由电子装置的错误安装或由疏忽维护或在不可预测的外部环境现象下引起的过度振动的检测。

19、有利地，在监督模式下进行测量的步骤之后是确定将与已经存储的每一瞬时振动值相乘的第一预警偏差系数和第二警报偏差系数，以确定在监督模式下进行测量的步骤中的测量误差且避免误报的步骤。

20、本发明还涉及一种用于检测用于控制电动机、机器或设备的电子装置的振动异常的系统，如权利要求10中所定义。

21、本发明的有利实施例在附属权利要求项中定义。