BR102015009530A2 - método para determinar estol rotativo - Google Patents

Abstract

"método para determinar estol rotativo" método para obter uma linha de base para detectar estol rotativo usando informação localizada já incluída no espectro de frequência. a saber, medidas radiométricas, i . e., coeficientes quadráticos obtidos a partir de regressão quadrática ponderada de espectro sub-síncrono e/ou da informação obtida através de detecções de pico são usados para detectar estol rotativo. estas medidas radiométricas são configuradas para isolar alterações causadas por estol rotativo daquelas causada por outras condições operacionais. como resultado, novas informações de linha de base podem ser estabelecidas para caracterizar mais confiavelmente um sistema, tal como um sistema com turbinas ou compressores associados. abordagens empíricas ou estatísticas podem ser combinadas para automatizar o processo de obter uma nova linha de base e para detectar estol rotativo.

Description

“MÉTODO PARA DETERMINAR ESTOL ROTATIVO” CAMPO

[001] A presente invenção refere-se à detecção de um estol rotativo, e mais particularmente, à detecção de estol rotativo utilizando o sub-espectro de banda síncrono.

ANTECEDENTES

[002] Os efeitos adversos de um surto podem provocar falhas prematuras ou mesmo catastróficas para a maior parte das turbinas e compressores. Estol rotativo, que pode ser um indicador para surto incipiente e às vezes causando falhas prematuras em si, pode ser identificável a partir do sub-espectro de banda síncrono obtido a partir de uma variedade de tipos de sinais.

[003] Técnicas existentes detectam estol rotativo comparando diretamente o espectro de frequência em uma banda sub-síncrona com limiares pré-fixados obtidos a partir do espectro da linha de base. Elas utilizam o fato de que estol incorre em energia aumentada sobre certos componentes de frequência que são frações da velocidade do compressor, mas frequentemente negligenciam as dificuldades e as incertezas envolvidas estabelecendo uma linha de base para detecção. Como a resposta de frequência e características de ruído vão variar significantemente com respeito a condições operacionais, as técnicas existentes com base em comparação direta podem não dar resultados confiáveis.

SUMÁRIO

[004] A presente invenção refere-se a um sistema e/ou método de determinar estol rotativo. De acordo com várias formas de realização o método pode incluir calcular, por um sistema baseado em computador configurado para detectar estol rotativo, uma densidade de espectro de potência (PSD) a partir de dados coletados para um sinal no domínio de tempo. O método pode incluir determinar, pelo sistema baseado em computador, um componente de frequência síncrono do sinal a partir de fontes de sinal externas. O método pode incluir identificar, pelo sistema baseado em computador, uma banda de frequência a partir da densidade de espectro de potência calculada e a frequência síncrona determinada como uma banda de espectro sub-síncrona. O método para determinar, pelo sistema baseado em computador, estol rotativo pode incluir calcular uma aproximação de função quadrática com o espectro de frequência identificado na banda de espectro sub-síncrona identificada. O método pode incluir definir, pelo sistema baseado em computador, o coeficiente de aproximação de função quadrática calculado em zero se pelo menos um dentre o coeficiente de aproximação de função quadrática calculado é um número positivo e o pico da aproximação da função quadrática calculada está localizado fora da banda de espectro sub-síncrona identificada. O método para determinar estol rotativo pode incluir analisar, pelo sistema baseado em computador, o coeficiente quadrático como um indicador de estol rotativo para pelo menos um dentre uma linha de base e detecção. O método pode ainda incluir include comparar, pelo sistema baseado em computador, condições instantâneas contra a linha de base determinada para identificar a ocorrência de estol rotativo substancialmente em tempo real.

[005] De acordo com várias formas de realização o método pode incluir calcular, por um sistema baseado em computador configurado para detectar estol rotativo, um espectro de frequência a partir de dados coletados para um sinal no domínio de tempo. O método pode incluir determinar, pelo sistema baseado em computador, um componente de frequência síncrono do sinal a partir de fontes de sinal externas. O método pode incluir utilizar, pelo sistema baseado em computador, medidas radiométricas para determinar a linha de base para determinar estol rotativo, em que as medidas radiométricas compreendem coeficientes quadráticos obtidos a partir de regressão quadrática ponderada de um espectro sub-síncrono. O método pode ainda incluir comparar, pelo sistema baseado em computador, condições instantâneas contra a linha de base determinada para identificar a ocorrência de estol rotativo substancialmente em tempo real.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[006] A matéria da presente invenção é particularmente ressaltada e distintivamente reivindicada na porção de conclusão do relatório descritivo. Cima compreensão mais completa da presente invenção, porém, pode melhor ser obtida por referência à descrição detalhada e reivindicações quando consideradas em associação com as figuras dos desenhos, em que números idênticos denotam elementos idênticos.

[007] A FIG. 1 é um sub-espectro de banda síncrono representativo de acordo com várias formas de realização.

[008] A FIG. 2 é uma regressão quadrática ponderada representativa do espectro sub-síncrono de acordo com várias formas de realização; e [009] A FIG. 3 é um fluxograma exemplificativo para determinar estol rotativo de acordo com várias formas de realização.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0010] A descrição detalhada de formas de realização exemplificativas aqui faz referência aos desenhos anexos, que mostram formas de realização exemplificativas a título de ilustração e seu melhor modo. Embora estas formas de realização exemplificativas sejam descritas em suficiente detalhe para possibilitar que aqueles especializados na técnica para por em prática a invenção, deve ser entendido que outras formas de realização podem ser realizadas e suas alterações lógicas podem ser feitas sem sair do espírito e escopo da invenção. Assim, a descrição detalhada aqui é apresentada para fins de ilustração apenas e não de limitação. Por exemplo, as etapas citadas em qualquer uma das descrições de método ou processo podem ser executadas em qualquer ordem e não são necessariamente limitadas à ordem apresentada. Além disso, qualquer referência a singular inclui plural nas formas de realização, e qualquer referência a mais do que um componente ou etapa pode incluir uma forma de realização ou etapa singular.

[0011] Durante a operação de uma turbina a gás, pode ocorrer um fenômeno conhecido como estol rotativo (às vezes chamado estol de compressor) em que a razão de pressão do compressor da turbina inicialmente excede algum valor limiar a uma dada velocidade, resultando em uma subsequente redução da razão de pressão de compressor e fluxo de ar fornecido ao combustor do motor. Estol rotativo pode ocorrer devido a uma faixa de fatores, tais como em resposta a um motor acelerar muito rapidamente, ou em resposta a um perfil de entrada de temperatura ou pressão de ar ou se tomar indevidamente distorcido durante a operação normal do motor. Dano ao compressor devido a mau funcionamento de uma porção do sistema de controle de motor pode também resultar em estol rotativo e subsequente degradação do compressor. Se estol rotativo permanece não detectado e deixado continuar, as temperaturas combustor e as tensões vibratórias induzidas no compressor podem se tomar suficientemente altas para causar danos à turbina. Ademais, como previamente mencionado, estol rotativo pode ser um indicador para surto incipiente e às vezes causar falhas prematuras em si, pode ser identificável a partir do sub-espectro de banda síncrono obtido a partir de uma variedade de tipos de sinais, incluindo, entre outros, a de vibração, de pressão, acústicos, de deformação e de deslocamento. Qualquer sensor, calibre ou escopo apropriado pode ser utilizado para medir o tipo de sinal e sub-espectro de banda síncrono. Por exemplo, um analisador de espectro pode ser configurado para medir sinal de entrada versus frequência.

[0012] As dificuldades e incertezas encontradas nos métodos existentes de detecção de estol rotativo descritos acima são solucionadas utilizando a informação localizada já incluída dentro do espectro de frequência. A saber, medidas radiométricas, i.e., coeficientes quadráticos obtidos a partir de regressão quadrática ponderada de espectro sub-síncrono e/ou informação obtida através de detecções de pico, são usadas para detectar estol rotativo. Ao contrário da medida absoluta implicada na comparação direta convencional contra um espectro de linha de base, estas medidas radiométricas são capazes de isolar variações causadas por estol rotativo daquelas causadas por outras condições operacionais. Como resultado, nova informação de linha de base pode ser estabelecida e configurada para caracterizar mais confiavelmente um sistema, tal como s um sistema com turbinas ou compressores associados. Abordagens empíricas ou estatísticas podem ser combinadas para automatizar o processo de obter uma nova linha de base e para detectar estol rotativo. Desta maneira, uma medida relativa, com base na informação já incluída na banda de espectro sub-síncrono circundante pode ser a qual finalmente reduz o esforço e o tempo de calibração do operador em comparação com outras abordagens.

[0013] Estol rotativo foi reconhecido como um indicador útil para detectar surtos incipientes e sugere a existência de instabilidade dinâmica para um surto do sistema completo. Um surto do sistema completo pode levar a uma falha catastrófica potencial de um sistema compressor associado. Em algumas extensões, o estol rotativo apenas pode resultar diretamente em tensão excessiva nas raízes das pás de ventilador além dos limites de projeto e causar fadiga acelerada para as pás do compressor. Portanto, é de particular interesse detectar estol rotativo para prever um aviso de surto prematuro e para impedir falhas prematuras.

[0014] Do ponto de vista externo, estol rotativo pode ser visto como uma fonte de energia parasita que pode ser observada em muitas formas físicas, tais como perfis de pressão distorcidos, maior magnitude de vibração e/ou tons sonoros emergentes. Embora estes sintomas possam variar significativamente com respeito a variáveis físicas e a local da observação, uma característica comum no domínio de frequência é a magnitude aumentada de uns poucos componentes de frequência adjacentes na banda sub-síncrona. Mais uma vez, dependendo da velocidade e do número de células de estol que são por fim determinados pelo projeto do compressor e condições operacionais, o componente de frequência central geralmente se moves entre uma banda, tal como dentro da banda de cerca de 0,2 a 0,8 vezes, a frequência de rotação do ventilador.

[0015] Convencionalmente, não há técnicas analíticas ou numéricas confiáveis para estimar exatamente os componentes de frequência de estol rotativo. Uma série de abordagens usando a teoria termodinâmica foi desenvolvida para descrever quantitativamente a formação de estol rotativo, mas nenhuma delas se tomou praticamente utilizável para modelar corretamente e prever estol rotativo devido ao alto grau de abstração e a uma miríade de parâmetros sempre variáveis envolvidos. Na prática comum, uma comparação direta de magnitude ou energia sobre uma banda sub-síncrona contra uma linha de base espectro pré-calibrada pode ser usada para caracterizar estol rotativo para um dado projeto e uma dada condição operacional. Entretanto, como é difícil coletar a linha de base para todas condições operacionais possíveis, a ambiguidade associada com a identificação apropriada de componentes de frequência de estol rotativo, i.e., a banda de frequência e a correspondente magnitude ou energia, são amplificadas junto com as incertezas associadas com mídos quando elas são adicionalmente incluídas na informação de linha de base para detectar estol rotativo.

[0016] Uma outra dificuldade significante ao usar a abordagem convencional de comparação direta é que excitações variáveis, e.g., alterações de fontes de vibração em tanto frequência quanto em amplitude, tomam a diferença absoluta muito difícil de ser caracterizada e modelada à medida que um componente de frequência do estol rotativo se move junto com a velocidade do ventilador. Isto pode ser intuitivamente entendido apreciando as variações globais do espectro da linha de base com respeito a diferentes velocidades do ventilador. Por exemplo, a vibração causada por um ventilador a alta velocidade pode ser muito maior do que quando o ventilador está funcionando a uma baixa velocidade, provocando aumento de energia por toda over a banda sub-síncrona.

[0017] Ainda uma outra dificuldade é que estol rotativo pode aparecer ou desaparecer abruptamente e só ocorrer de uma forma transiente para um sistema particular. Ou seja, apenas uma estreita faixa de condições operacionais em tomo da região de surto vai incorrer em estol rotativo. Em resposta a deixar esta região, as indicações de estol rotativo desaparecem independentemente de se o sistema está adicionalmente de volta ao normal ou permanece sob surto. Quando a aceleração do ventilador não é zero, o estol rotativo pode aparecer e desaparecer rapidamente e pode ser identificado erradamente como ruído aleatório ou aparecer suavizado quando observado no espectro de frequência se um rateio é conduzido.

[0018] Umas poucas técnicas existentes baseadas na abordagem de comparação direta convencional são citadas abaixo. Note-se que nessas referências os termos “magnitude” e “energia” são geralmente usados intercambiavelmente pois elas apontam para as características físicas idênticas extraídas da análise de espectro: a energia em uma banda simplesmente refere-se ao quadrado da magnitude para a mesma banda.

[0019] A presente invenção soluciona as dificuldades acima mencionadas usando medidas radiométricas obtidas a partir de formatos de espectro para contornar a comparação direta. A diferença central entre a presente invenção e as abordagens convencionais é que medidas radiométricas, ao invés de medidas absolutas, extraem a informação relacionada com estol rotativo medindo variações relativas diretamente a partir de um único conjunto de espectro na vizinhança da banda sub-síncrona. Como estas variações relativas isolam contaminação potencial que resulta de variações causadas por outras condições operacionais, e.g. excitações variáveis, as medidas radiométricas são capazes de não só utilizar toda informação já disponível dentro do espectro, mas também ser utilizadas para estabelecer coordenadas de linha de base menos dependência do sistema/operação.

[0020] De acordo com várias formas de realização, uma aproximação de função quadrática para estabelecer novas coordenadas de linha de base e para detectar estol rotativo pode ser utilizada. Curvaturas medidas a partir do espectro na banda sub-síncrona, i.e., coeficientes quadráticos, podem ser usadas para caracterizar quantitativamente as variações causadas por estol rotativo. O formato de um espectro, ao invés da amplitude, é calculado e usado como as uma linha de base. Assim, este método retém a fundamental informação associada com estol rotativo, i.e., a aproximação signifícativamente aumentada de incertezas de função quadrática associadas com a determinação da localização exata e a amplitude dos componentes de frequência relacionados com estol rotativo é contornada pelo ajuste quadrático.

[0021] De acordo com várias formas de realização e com referência às FIGS. 1 e 2, uma banda sub-síncrona pode ser identificada a partir de uma amostra do espectro de frequência. FIG. 1 ilustra um diagrama simplificado 100 de um sinal representativo 150 e a curve PSD 105 mostrando suas características no domínio de tempo e no domínio de frequência. Por exemplo, um instantâneo exemplar de um sinal no domínio de tempo é mostrado pelo gráfico 150. Designadores 130 referenciando um pico tal como uma frequência de velocidade de ventilador/eixo (componente síncrono). A banda sub-síncrona relacionada com o estol rotativo pode ser designada como estando entre indicadores 110 e 120.

[0022] Curvaturas medidas a partir do espectro em te banda sub-síncrona na FIG. 2 podem ser usadas como um indicador para definir a linha de base e por fim detectar estol rotativo. A FIG. 2 ilustra um diagrama simplificado 200 mostrando um uma vista em zoom da banda sub-síncrona, em duas curves PSD exemplares, PSD com estol rotativo 230 e PSD sem estol rotativo 240 são ilustradas. Também, os resultados a partir de regressão quadrática 220, 210 para ambas PSD são ilustrados. Por exemplo, o gráfico 220 ilustra os resultados da regressão quadrática a partir de PSD com estol rotativo 230 e o gráfico 210 ilustra os resultados da regressão quadrática a partir de PSD sem estol rotativo 240.

[0023] De acordo com várias formas de realização e com referência à FIG. 3, as etapas para conduzir este método podem compreender calcular um espectro de frequência, também referido como densidade de espectro de potência (PSD) a partir de dados coletados para um sinal no domínio de tempo (Etapa 310). O sinal pode ter várias formas, incluindo de vibração, acústico e/ou de pressão. Opcionalmente, dependendo do estado transiente de um sistema, a variância no espectro de frequência pode ser reduzida usando várias abordagens bem conhecidas tais como rateio de Welch. Por exemplo, o método de rateio de Welch é baseado no conceito de usar estimativas de espectro de periodograma, que são o resultado de converter um sinal a partir do domínio de tempo para o domínio de frequência. O componente de frequência síncrono pode ser determinado, (i.e., a velocidade mecânica de ventilador/eixo) a partir de fontes de sinal externas e/ou examinando a banda de baixa frequência (Etapa 320). Por exemplo, fontes externas, e.g., um tacômetro óptico, pode ser usado para obter velocidade de eixo em tempo real. Altemativamente, em resposta às fontes externas não estarem disponíveis, algoritmos de detecção de passo de base numérica, tais como a detecção de pico máximo, espectro de produto harmônico ou análise cepstral podem ser usados para determinar o componente de frequência síncrono. A análise cepstral como usada aqui pode se referir a uma abordagem de processamento de sinal que utiliza a presença de harmônicos para identificar o tom fundamental. Em seguida, uma banda de frequência apropriada a partir do espectro de frequência a partir da Etapa 310 e a frequência síncrona a partir da Etapa 320 como a banda sub-síncrona podem ser identificadas (Etapa 330). Uma razão, fixa ou dependente da frequência síncrona, pode ser identificada experimentalmente ou obtida a partir da literatura, e.g., 0,56 para um compressor axial com uma razão de cubo para ponta de 0,5. A razão pode fornecer uma estimativa grosseira a respeito da banda sub-síncrona e pode não ser exata. Subsequentemente, a razão pode ser usada junto com a frequência síncrona para obter uma banda de largura constante ou uma banda de porcentagem constante para determinar uma banda sub-síncrona para a frequência síncrona particular (ou velocidade mecânica do ventilador/eixo). Por exemplo, constatou-se que uma banda de porcentagem constante entre 0,5 e 0,65 vezes a velocidade do ventilador era útil na aplicação para um compressor axial particular. Uma função de ponderação pode ser aplicada ao espectro de frequência na banda sub-síncrona para excluir ou minimizar a influência de ruído ou tons em uma faixa de componentes fixos de frequência ou bins (Etapa 340).

[0024] A função de ponderação pode ser empiricamente escolhida com base no conhecimento prévio da distribuição de ruído. Por exemplo, ruído em tomo de e/ou em uma frequência de operação desejada tal como a partir de 60 Elz pode ser excluído atribuindo menos peso em tomo da banda circundante. Note-se que o espectro de frequência pode ser expresso em várias formas matemáticas, tais como espectro de amplitude e espectro de potência e/ou densidade de potência espectral. Pesos da função de ponderação podem ser ajustados consequentemente pelas formas reais sendo usadas. Se todos componentes de frequência tiverem o mesmo significado, um peso igual pode ser usado.

[0025] A aproximação de função quadrática do espectro de frequência ponderado na banda sub-síncrona determinada na Etapa 330 pode ser calculada, usando qualquer método de regressão padrão, e.g., mínimos quadrados lineares ou probabilidade máxima (Etapa 350). Várias técnicas de regressão podem ser aplicadas dependendo da disponibilidade de um conhecimento prévio das características de ruído. Nas práticas gerais, pode ser assumido que o ruído é normalmente distribuído após ponderação apropriada na Etapa 340, de modo tal que que uma simples abordagem de mínimos quadrados lineares pode ser suficiente. O coeficiente quadrático proveniente da Etapa 350 pode ser definido em zero se ele for um número positivo, ou se o pico da função quadrática ajustada estiver localizado fora da banda sub-síncrona identificada (Etapa 360). Note-se que o coeficiente quadrático sugere a curvatura do espectro de frequência da banda sub-síncrona. Como a energia proveniente de estol rotativo é superposta sobre energia proveniente de outras fontes dentro da banda sub-síncrona, a dita curvatura com a presença de estol rotativo deve ser negativa. Para ser completo, porém, uma exceção potencial para curvatura negativa sem estol rotativo é quando o espectro de frequência na banda sub-síncrona é mono tônico em um sentido amplo. Portanto, a zeragem nesta etapa pode ser utilizada para reconhecer o formato do espectro de frequência corretamente. O coeficiente quadrático, e.g., a curvatura, pode ser usado como as um indicador de estol rotativo tanto para linha de base quanto detecção como explicado abaixo (Etapa 370). Condições instantâneas podem ser comparadas contra a linha de base determinada para identificar a ocorrência de estol rotativo substancialmente em tempo real.

[0026] Em uma forma de realização exemplificativa, pode ser visto que as mesmas características fundamentais de estol rotativo do que as utilizadas pelas técnicas previamente existentes para detectar estol rotativo, i.e., a energia aumentada sobre certos componentes da frequência na banda sub-síncrona, podem ser usadas para comprovar sua existência. Porém, uma diferença é a utilização da informação de formato no espectro de frequência a fim de solucionar as várias incertezas envolvidas em medir corretamente a quantidade e a localização de tais aumentos como mencionado acima.

[0027] A dificuldade associada com excitação variável pode ser resolvida pela curvatura uma vez que ela é uma medida da razão do componente de pico para o resto da banda sub-síncrona identificada. Esta razão se aproveita do fato de que estol rotativo pode ser atribuído a variações em uma banda de frequência estreita, enquanto que variações de excitação frequentemente resultam em variações globais através de uma banda de frequência ampla. Em comparação com uma medida absoluta convencional, esta medida radiométrica ou relativa é capaz de utilizar toda informação contida no espectro de frequência e detectar variações locais mais confiavelmente.

[0028] Além disso, os efeitos de ruído de sinal, tais como aqueles que se tomam pronunciados quando rateio espectral é propositadamente evitado para detectar estol rotativo transiente, podem ser ultrapassados nestas medidas radiométricas aproveitando a razão de sinal para mído inerente grande de estol rotativo. Por exemplo, a aplicação de uma função de ponderação na Etapa 340 também pode desempenhar um papel na melhoria da confiabilidade da detecção. E bem sabido que fontes de energia auto-excitadas, tais como turbilhonamento de óleo a partir de um mancai de munhão, pode começar a ser proativo depois da velocidade de ventilador excede um certo valor e elas são difíceis de ser distinguidas de estol rotativo diretamente pois elas apresentam características similares exceto estarem confinadas dentro de uma banda fixa. A função de ponderação pode incorporar este conhecimento prévio para excluir os efeitos a partir de artefatos que não estão relacionados com estol rotativo.

[0029] Utilizando as curvaturas obtidas através de uma faixa de velocidades e estados conhecidos correspondentes de um sistema, a informação de linha de base através de velocidades para o dado sistema pode ser estabelecida. Isto pode ser feito escolhendo empiricamente uns poucos casos de velocidade discreta para determinar um valor limiar ou linha limiar em função das velocidades; ou examinar estatisticamente a distribuição de curvaturas com respeito a velocidades continuamente variáveis e função de probabilidade condicional aproximada correspondente em uma condicional contínua ou tabela de probabilidade condicional em uma forma discreta. A determinação da presença de estol rotativo pode deste modo ser feita comparando/interpretando outros resultados curvatura com a linha de base recém estabelecida.

[0030] De acordo com várias formas de realização, expressão equivalente pode substituir as curvaturas acima mencionadas a partir do ajuste quadrático por medidas radiométricas similares, e.g., curtose ou fator de crista como indicadores de achatamento. Note-se que a escolha exata depende do comportamento do sistema sob exame, i.e., o quão rápido a velocidade do varia, ou se a resolução em domínio de frequência é suficientemente grande. Isto se deve a estes indicadores terem sua origem em estatística descritiva e se baseiam em uma grande quantidade de amostras para ter significado estatístico. Por um lado, as curvaturas acima mencionadas são preferíveis quando curtas janelas de tempo são desejadas na prática para detectar eventos transientes porque resolução de frequência limitada por sua vez resulta daqueles indicadores vulneráveis a ruído. Por outro lado, quando se sabe que o sistema mantém estado estável, aqueles indicadores podem ser usados para prever linha de bases com melhor separação ou informação adicional, e.g., assinalando a localização dos componentes de frequência de estol rotativo.

[0031] É possível usar outros métodos de detecção de pico além do método quadrático/de curvatura descrito acima. De acordo com várias formas de realização, um esquema de bloco deslizante pode ser empregado, em que a banda espectral de interesse é dividida em sub-regiões, de um tamanho comparável com elementos de pico/vale esperados. Uma medida da magnitude espectral dentro de cada bloco, tal como RMS, pode então ser computada. A partir desta sequência, dois limiares podem ser derivados, um para detecção de pico e um para detecção de vale. Eles podem, por exemplo, ser atribuídos a valores fracionários intermediários entre os valores de bloco mínimo e máximo, digamos 0,2 e 0,5. É importante que um pico ou vale não seja declarado a menos que "armado" previamente por uma ocorrência de seu oposto. Para impedir detecção indesejada de múltiplos picos ou vales, a armação é inabilitada imediatamente após detecção. A ocorrência do elemento procurado (estol, surto, etc.) é então declarada apenas se uma detecção de pico é seguida por uma detecção de vale, de modo tal que se garante que ambos os lados do pico são circundados por vales.

[0032] Qualquer um dos métodos descritos aqui é contemplado para ser executado via um sistema baseado em computador. Na verdade, em várias formas de realização, as formas de realização são dirigidas para um ou mais sistemas de computador capazes de executar a funcionalidade descrita aqui. O sistema de computador inclui um ou mais processadores, tal como processador. O processador pode ser conectado a uma infraestrutura de comunicação (e.g., um barramento de comunicações, barra de cruzamento, ou rede). Várias formas de realização de software são descritas em termos deste sistema de computador exemplificativo. Após se ler esta descrição, vai se tomar evidente a uma pessoa especializada na(s) técnica(s) relevante(s) como implementar várias formas de realização usando outros sistemas de computador e/ou arquiteturas. O sistema de computador pode incluir uma interface de exibição que encaminha gráficos, texto e outros dados a partir da infraestrutura de comunicação (ou a partir de uma memória intermediária de quadro não mostrada) para exibição sobre uma unidade de exibição.

[0033] De acordo com várias formas de realização, o sistema baseado em computador pode compreender um sistema incluindo um servidor central incluindo um processador para processar dados digitais, uma memória acoplada a dito processador para armazenar dados digitais, um digitalizador de entrada acoplado ao processador para lançar dados digitais, um programa aplicativo armazenado em dita memória e acessível por dito processador para dirigir o processamentos de dados digitais por dito processador, um exibidor acoplado ao processador e memória para exibir informação derivada de dados digitais processados por dito processador e uma pluralidade de bases de dados, [0034] De acordo com várias formas de realização, um sistema compreendendo um processador, uma memória tangível, não transitória configurada para se comunicar com o processador, a memória tangível, não transitória tendo instruções armazenadas na mesma que, em resposta à execução pelo processador, fazem o processador realizar operações compreendendo calcular, pelo processador, uma densidade de espectro de potência (PSD) a partir de dados coletados para um sinal no domínio de tempo. O sistema pode incluir determinar, pelo processador, um componente de frequência síncrono do sinal a partir de fontes de sinal externas. O sistema pode incluir identificar, pelo processador, uma banda de frequência a partir da densidade de espectro de potência calculada e a frequência síncrona determinada como uma banda sub-síncrona. O sistema pode incluir calcular, pelo processador, uma aproximação de função quadrática do espectro de frequência identificado na banda sub-síncrona identificada. O sistema pode incluir definir, pelo processador, o coeficiente de aproximação de função quadrática calculado em zero se pelo menos um dentre o coeficiente de aproximação de função quadrática calculado é um número positivo e o pico da aproximação da função quadrática calculada está localizado fora da banda sub-síncrona identificada. O sistema pode incluir analisar, pelo processador, o coeficiente quadrático como um indicador de e para determinar estol rotativo para definir uma linha de base e/ou detecção.

[0035] Em várias formas de realização, software pode ser armazenado em um produto de programa de computador e carregado no sistema de computador usando uma unidade de armazenamento removível, uma unidade de disco rígido ou interface de comunicações. A lógica de controle (software), quando executada pelo processador, faz o processador executar as funções de várias formas de realização como descrito aqui. Em várias formas de realização, componentes de hardware tais como circuitos integrados específicos para aplicação (ASICs). Implementação da máquina em estado de hardware de modo a realizar as funções descritas aqui vai ser aparente a pessoas especializadas na(s) técnica(s) relevante(s).

[0036] O termo “não transitório” deve ser entendido para remover apenas sinais transitórios que propagam em si se a partir do escopo da reivindicação e não renunciar a direitos a todos meios legíveis por computador padrões que não estão só propagando sinais transitórios em si. Dito de outro modo, o significado do termo “meio legível por computador não transitório” e “meio de armazenamento legível por computador não transitório” deve ser interpretado para excluir apenas aqueles tipos de meios legíveis por computador transitórios que eram encontrados em In Re Nnijten como caindo fora do escopo de matéria patenteável sob 35 U.S.C. § 101.

[0037] Benefícios, outras vantagens e soluções para problemas foram descritos aqui com respeito a formas de realização específicas. Além disso, as linhas de união mostradas nas várias figuras contidas aqui destinam-se a representar relações funcionais exemplificativas e/ou acoplamentos físicos entre os vários elementos. Deve ser notado que muitas relações funcionais ou uniões físicas alternativas ou adicionais podem estar presentes em um sistema prático. Porém, os benefícios, vantagens, soluções de problemas e quaisquer elementos que possam fazer com que qualquer benefício, vantagem ou solução ocorram ou se tomem mais pronunciados não devem ser interpretados como aspectos ou elementos críticos, necessários ou essenciais da invenção. O escopo da invenção não deve consequentemente ser limitado por nada mais que as reivindicações anexas, em que referência a um elemento no singular não se destina a significar “um e apenas um” a menos que dito assim explicitamente, mas ao invés “um ou mais”. Ademais, quando uma frase similar a “pelo menos um de A, B, ou C” é usada nas reivindicações, pretende-se que a frase seja interpretada para significar que A apenas pode estar presente em uma forma de realização, B apenas pode estar presente em uma forma de realização, C apenas pode estar presente em uma forma de realização, ou que qualquer combinação dos elementos A, B e C pode estar presente em uma única forma de realização; por exemplo, AeB, AeC, BeC ou A e B e C.

[0038] Sistemas, métodos e aparelhos são previstos aqui. Na descrição detalhada aqui, referências a “várias formas de realização”, "alguma forma de realização", "uma forma de realização", "uma forma de realização exemplificativa", etc., indicam que a forma de realização descrita pode incluir um aspecto, estrutura, ou característica particular, mas cada forma de realização pode não incluir necessariamente o aspecto, estrutura ou característica particular. Ademais, tais frases não estão necessariamente se referindo à mesma forma de realização. Além disso, quando um aspecto, estrutura ou característica particular é descrito em associação com uma forma de realização, ele está sujeito ao que está dentro do conhecimento de um especialista na técnica como afetando tal aspecto, estrutura ou característica em associação com outras formas de realização seja ou não explicitamente descritas. Após ler a descrição, vai ficar evidente pata um especialista na(s) técnica(s) relevante(s) como implementar a invenção em formas de realização alternativas. Um hachurado diferente é usado através de todas as figuras para denotar diferentes partes, mas não necessariamente para denotar os mesmos ou diferentes materiais.

[0039] Além disso, nenhum elemento, componente ou etapa de método na presente invenção destina-se a ser dedicado ao público independentemente de se o elemento, componente ou etapa do método é explicitamente citado nas reivindicações. Nenhum elemento reivindicado aqui deve ser interpretado sob as provisões de 35 U.S.C. 112(f) a menos que o elemento seja expressamente citado usando a frase “meios para”. Como usados aqui, os termos “compreende”, “compreendendo”, ou qualquer outra variação deles, destinam-se a cobrir uma inclusão não exclusiva, de tal modo que um processo, método, artigo ou aparelho que compreende uma lista de elementos não inclua apenas esses elementos mas pode incluir outros elementos não expressamente listados ou inerentes a tais processo, método, artigo ou aparelho REIVINDICAÇÕES

Claims (15)

1. Método para determinar estol rotativo, caracterizado pelo fato de que compreende: calcular, por um sistema baseado em computador configurado para detectar estol rotativo, uma densidade de espectro de potência (PSD) a partir de dados coletados para um sinal no domínio de tempo; determinar, pelo sistema baseado em computador, um componente de frequência síncrono a partir de pelo menos um dentre o sinal ou uma fonte de sinal externa; identificar, pelo sistema baseado em computador, uma banda de frequência a partir da PSD calculada e o componente de frequência síncrono determinado como uma banda de espectro sub-síncrono; calcular, pelo sistema baseado em computador, um coeficiente de aproximação de função quadrática para a banda de frequência identificada na banda de espectro sub-síncrono identificada; definir, pelo sistema baseado em computador, um coeficiente de aproximação de função quadrática calculado em zero se pelo menos um dentre o coeficiente de aproximação de função quadrática calculado é um número positivo e o pico da aproximação da função quadrática calculada está localizada fora da banda de espectro sub-síncrono identificada; e analisar, pelo sistema baseado em computador, o coeficiente de aproximação de função quadrática como um indicador de estol rotativo para pelo menos um de uma linha de base e detecção.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente aplicar, pelo sistema baseado em computador, uma função de ponderação ao espectro de frequência na banda de espectro sub-síncrono.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a função de ponderação é configurada para pelo menos um de excluir e minimizar a influência de pelo menos um dentre ruído e tons em uma faixa de componentes fixos de frequência.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que analisar o coeficiente de aproximação de função quadrática como o indicador do estol rotativo compreende adicionalmente inspecionar a curvatura do coeficiente de aproximação de função quadrática.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente processar, pelo sistema baseado em computador, informação localizada incluída no espectro de frequência para determinar a linha de base para determinar o estol rotativo.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente empregar um esquema de bloco deslizante, em que uma banda espectral de interesse é dividida em sub-regiões de um tamanho comparável a características esperadas de pico e vale.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que medidas radiométricas são processadas para determinar a linha de base para determinar o estol rotativo, em que as medidas radiométricas compreendem coeficientes quadráticos obtidos a partir de regressão quadrática ponderada da banda de espectro sub-síncrono.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente processar medidas radiométricas obtidas a partir de formatos de espectro na banda de espectro sub-síncrono para contornar pelo menos um de comparação direta e medidas absolutas para determine a linha de base.

9. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que mudanças relativas medidas diretamente de uma única série de espectro na vizinhança da banda de espectro sub-síncrono são usadas para determinar o estol rotativo.

10. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o formato de um espectro é calculado e processado como a linha de base para a detecção do estol rotativo.

11. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma dentre curtose e análise de fator de crista é processada pelo sistema baseado em computador como um indicador de achatamento para a detecção do estol rotativo.

12. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o espectro de banda síncrono é obtido a partir de pelo menos um dentre um sinal de vibração, um sinal de pressão, um sinal acústico, um sinal de deformação e um sinal de deslocamento.

13. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente comparar, pelo sistema baseado em computador, condições instantâneas contra a linha de base para identificar a ocorrência de estol rotativo substancialmente em tempo real.

14. Método, para determinar estol rotativo caracterizado pelo fato de que compreende: calcular, por um sistema baseado em computador configurado para detectar estol rotativo, um espectro de frequência a partir de dados coletados para um sinal no domínio de tempo; determinar, pelo sistema baseado em computador, um componente de frequência síncrono a partir de pelo menos um dentre o sinal ou fonte de sinal externa; e processar, pelo sistema baseado em computador, medidas radiométricas para determinar a linha de base para determinar estol rotativo, em que as medidas radiométricas compreendem coeficientes quadráticos obtidos a partir de regressão quadrática ponderada de um espectro sub-síncrono.

15. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente comparar, pelo sistema baseado em computador, condições instantâneas contra a linha de base determinada para identificar a ocorrência de estol rotativo substancialmente em tempo real.