BR112020004376A2 - dispositivo móvel para detectar os parâmetros de estado e parâmetros de operação de máquinas vibradoras; máquina vibradora; e método para detectar a operação e parâmetros de estado de máquinas vibradoras - Google Patents

Abstract

Trata-se de um dispositivo móvel para detectar os parâmetros de estado e parâmetros de operação de máquinas vibradoras (1), que compreende unidades de sensor (26', 26", 26"') e uma unidade de avaliação (29) conectada às unidades de sensor (26', 26", 26"'), em que os dados de medição detectados pelas unidades de sensor (26', 26", 26"') são transmissíveis de maneira sem fio à unidade de avaliação (29), e em que cada unidade de sensor (26', 26", 26"') é equipada com pelo menos três sensores de aceleração orientados ortogonalmente entre si e um circuito integrado para processar os dados de medição detectados pelas unidades de sensor (26', 26", 26"'), desde que pelo menos quatro unidades de sensor (26', 26", 26"') formem uma rede de sensor, sendo que as unidades de sensor (26', 26", 26"') são fixáveis de maneira separável a uma distância uma a partir da outra com uma orientação/direção indeterminada para a máquina vibradora (1), e em que um sistema de coordenadas local (X1, Y1, Z1) é definido pelos pelo menos três sensores de aceleração de uma unidade de sensor (26', 26", 26"'), em que os dados locais de medição detectados em uma unidade de sensor (26', 26", 26"') são reportados aos eixos geométricos espaciais do sistema de coordenadas, e sendo que cada unidade de sensor (26', 26", 26"') inclui um sensor de gravidade para detectar a orientação/direção do sistema de coordenadas local X1, Y1, Z1 no espaço, e em que a unidade de avaliação (29) inclui um aparelho para transformar os dados locais de medição em um sistema de coordenadas uniforme superior X0, Y0, Z0, levando em consideração os dados de medição do sensor de gravidade.

Description

DISPOSITIVO MÓVEL PARA DETECTAR OS PARÂMETROS DE ESTADO E PARÂMETROS DE OPERAÇÃO DE MÁQUINAS VIBRADORAS; MÁQUINA VIBRADORA; E MÉTODO PARA DETECTAR A OPERAÇÃO E PARÂMETROS DE ESTADO DE MÁQUINAS VIBRADORAS

[001] A invenção refere-se a um dispositivo móvel para detectar os parâmetros de estado e parâmetros de operação de máquinas vibradoras de acordo com a definição das espécies na Reivindicação 1, adicionalmente a uma máquina vibradora equipada com tal dispositivo de acordo com a Reivindicação 13 bem como a um método para detectar a operação e parâmetros de estado de máquinas vibradoras de acordo com a Reivindicação 14.

[002] As máquinas vibradoras do tipo mencionado acima são conhecidas, por exemplo, como telas vibradoras, transportadores vibradores, secadores vibradores e similares, bem como telas excitadas por revestimento, como telas de fluxo inverso. São usados, entre outras coisas, para a preparação contínua de materiais a granel e são caracterizados por um modo de operação no qual os componentes estruturais necessários para realizar a função são submetidos a vibrações predeterminadas, sendo que o resultado do processo desejado é atingido pelo efeito no material a granel. Por exemplo, os revestimentos de telas vibradoras são colocados em movimento de vibração contínuo, o que induz e intensifica a operação de peneiração. Em telas de fluxo inverso, a operação de peneiração é executada por uma compressão e um tensionamento alternados do revestimento de tela. Ao aplicar um movimento de vibração direcionado, é possível transportar mercadorias a granel com ou sem uma operação de peneiração simultânea. O campo de aplicação para máquinas vibradoras se estende da peneiração de material granular a granel para transporte e peneiração de minérios, carvão, metais nobres e metais comuns. Estes últimos exigem projetos de máquinas correspondentemente grandes e robustos.

[003] Devido ao seu modo dinâmico de operação, as máquinas vibradoras estão sujeitas a uma carga vibradora contínua, que caminha lado a lado com o aumento do desgaste e, consequentemente, reduz a vida útil das peças e componentes de máquina. Os componentes que entram em contato direto com o material a granel, bem como seus componentes de rolamento e acionamento, são particularmente afetados. Para evitar uma avaria total de uma máquina vibradora como resultado de falha de componente e, portanto, uma interrupção no processo de produção, as máquinas vibradoras são monitoradas de perto durante a operação. O objetivo é detectar e avaliar os parâmetros de estado e os parâmetros operacionais de uma máquina vibradora em intervalos de tempo predeterminados para poder detectar uma falha pendente de componentes e/ou peças em um estágio inicial e, se necessário, tomar contramedidas no tempo.

[004] Um dispositivo comprovado nesta conexão é conhecido no documento número WO 2015/117750 A1. Uma máquina vibradora que compreende um corpo de vibração sustentado de forma flexível e um excitador que atua sobre o corpo de vibração é descrita na mesma. Um dispositivo com um sensor inercial para detectar a aceleração do excitador é fornecido nos eixos geométricos espaciais, bem como ao redor dos eixos geométricos espaciais, com o objetivo de monitorar o comportamento da vibração da máquina vibradora. Ao presumir que uma máquina vibradora deve ser vista como um corpo rígido,

os resultados relativos à frequência de vibração, amplitude de vibração e forma de vibração são obtidos a partir dos valores medidos com o auxílio de uma unidade de avaliação, com base nas quais são tiradas conclusões sobre a condição da máquina vibradora.

[005] Nesse contexto, o objetivo da invenção é obter, de preferência, uma indicação adicional da condição da máquina vibradora através da detecção diferenciada do comportamento de vibração das máquinas vibradoras. Outro objetivo é simplificar e reduzir a operação de medição.

[006] Esses objetos são alcançados por um dispositivo com os recursos da Reivindicação 1, uma máquina vibradora com as características da Reivindicação 13 e um método com as características da Reivindicação 14.

[007] Modalidades específicas vantajosas são derivadas das reivindicações.

[008] Em uma partida da técnica anterior, que se baseia em um comportamento rígido do corpo da máquina vibradora ao analisar o comportamento de vibração, a ideia básica da intenção é uma detecção localmente diferenciada do comportamento de vibração em todas as áreas relevantes de toda a máquina vibradora. Para esse objetivo, pelo menos quatro unidades de sensores que formam uma rede de sensores são presas em locais adequados em uma máquina vibradora e conectadas a uma unidade de avaliação por rádio. Durante uma operação de medição, os parâmetros de estado e os parâmetros operacionais são medidos em cada unidade de sensor em relação ao sistema de coordenadas local X1, Y1, Z1 definido pela unidade de sensor específica ou por seus sensores de aceleração, transmitidos à unidade de avaliação e transformados em um sistema de coordenadas uniformes de nível superior X0, Y0, Z0. As informações sobre a orientação das unidades individuais do sensor no espaço necessário para a transformação resultam da posição do plano vibrador que se inicia durante a operação da máquina e das medições de inclinação dos sensores de gravidade das unidades sensores. Uma avaliação é realizada com base nos dados de medição transformados, dos quais os parâmetros de estado e os parâmetros operacionais são derivados, como frequência de vibração, amplitude de vibração e ângulo de vibração. Isso resulta primeiro na vantagem de as unidades de sensor poderem estar dispostas na máquina vibradora em qualquer orientação no espaço e em qualquer posição relativa em relação à máquina vibradora durante a instalação de um dispositivo móvel de acordo com a invenção. As superfícies na máquina vibradora adequadas para a fixação das unidades de sensor podem, portanto, ser selecionadas com a maior liberdade possível, e não é necessário orientar as unidades de sensor em uma posição pré-determinada durante a montagem. Isso simplifica consideravelmente a operação de montagem e também reduz os tempos de montagem. Essa vantagem entra em vigor, principalmente, em grandes máquinas vibradoras, que são usadas, por exemplo, na indústria pesada, uma vez que um grande número de unidades de sensores são montadas ali, distribuídas por toda a máquina vibradora, e em dispositivos móveis que devem ser transferidos de uma máquina vibradora para outra cada vez que são usadas, o que implica a correspondente complexidade de montagem.

[009] Nesse sentido, provou ser particularmente vantajoso equipar as unidades de sensores com braçadeiras magnéticas como meio de fixação, o que facilita sua fixação rápida e fácil colocando as mesmas na máquina vibradora sem outras medidas.

[0010] Ao eliminar a necessidade de orientar as unidades do sensor no espaço na posição de ponto de ajuste para o processo de medição, outra vantagem é aparente. A montagem das unidades de sensor com cuidado insuficiente provou ser uma causa latente de erros de medição, pois as unidades de sensor com orientação inadequada prejudicam a qualidade dos resultados de medição. Essa fonte de risco é eliminada com a ajuda de um dispositivo de acordo com a invenção, de modo que os resultados de medição obtidos com a ajuda de um dispositivo de acordo com a invenção sejam caracterizados por uma precisão consistentemente alta.

[0011] Uma vez que os valores medidos específicos da localização são determinados com o auxílio de cada unidade de sensor, não apenas o comportamento da vibração da máquina vibradora como um todo é detectável com o auxílio de um dispositivo de acordo com a invenção, mas também é diferenciado de acordo com o local particular de montagem das unidades de sensor. Ao selecionar adequadamente os locais de montagem, o comportamento específico da vibração de componentes individuais da máquina, como revestimento de tela, quadro de tela, excitador, quadro isolante e similares, pode ser apurado dessa maneira.

[0012] Nesse sentido, os quatro cantos do quadro de tela representam, de preferência, locais de montagem adequados, em cada um dos quais um sensor pode estar disposto. Se mais unidades de sensor forem usadas, dois sensores podem estar dispostos adicionalmente, por exemplo, no centro dos lados longitudinais do quadro de tela e/ou duas unidades de sensor podem estar dispostas nas áreas de extremidade do membro transversal excitador. No entanto, em princípio, o operador de um dispositivo de acordo com a invenção tem capacidade para escolher livremente o número e o posicionamento das unidades de sensor.

[0013] Uma modalidade específica particularmente preferida da invenção fornece uma medição síncrona no tempo em todas as unidades de sensor. Para sincronizar as operações de medição, os sinais de início são gerados e transmitidos simultaneamente a todas as unidades de sensor. Isso ocorre, de preferência, dentro de uma janela de tempo de 0,1 ms, com máxima preferência dentro de uma janela de tempo de 0,05 ms. Em um refinamento vantajoso da invenção, o sinal de partida é transmitido por rádio para esse objetivo a partir de um módulo de comunicação/porta de comunicação conectado entre a unidade de avaliação e as unidades de sensor, de preferência, no padrão lEEE 802.15.4.

[0014] A sincronização dos processos de medição abre a possibilidade durante a avaliação para comparar os valores medidos das unidades de sensor localmente separadas, levando em consideração a correlação de fase. Não é apenas a extensão em que a frequência de vibração, a amplitude da vibração e o ângulo de vibração coincidem é determinada dessa maneira, mas também é detectado se uma vibração de fase deslocada da parte esquerda e/ou frontal da máquina vibradora em relação à direita e/ou parte traseira ocorre. Como resultado, é obtida uma indicação sobre as autodeformações da máquina vibradora e a ocorrência de modos próprios durante a operação de máquina.

[0015] De acordo com uma modalidade específica preferida da invenção, os dados de medição obtidos nas unidades individuais de sensor são armazenados temporariamente nas memórias de dados localizadas nas mesmas e transmitidos à unidade de avaliação no final de uma execução de medição. Isso tem a vantagem de que os dados de medição podem ser verificados quanto à plausibilidade e integridade antes de serem transmitidos, ou seja, apenas os registros de dados considerados corretos chegam à unidade de avaliação.

[0016] Para trocar dados entre a unidade de avaliação e a rede de sensores, uma modalidade específica preferida da invenção fornece um roteador, que estabelece a compatibilidade entre a rede de sensores e a unidade de avaliação. Dessa forma, computadores comerciais, computador do tipo laptop ou computador do tipo tablet, que geralmente se comunicam no padrão lEEE 802.11, podem ser usados como unidade de avaliação. No caso de as unidades de sensores usarem um padrão de transmissão de dados diferente da unidade de avaliação, um conversor de protocolo é inserido na cadeia de comunicação. O roteador e/ou o conversor de protocolo podem ser integrados ao módulo de comunicação/porta de comunicação, o que aumenta ainda mais a compactação e a mobilidade do dispositivo.

[0017] Em uma modalidade específica simples da invenção, os dados transformados e/ou avaliados podem ser enviados alfanumericamente como valores calculados. Em contraste, no entanto, a visualização da mesma é preferida, por exemplo, em um modelo de quadro de arame de uma máquina vibradora, que é emitida em um monitor ou tela da unidade de avaliação. Um comportamento de vibração divergente da máquina vibradora pode ser imediatamente detectado, localizado e analisado dessa maneira.

[0018] A invenção é explicada em mais detalhes abaixo com base em uma modalidade exemplar ilustrada nos desenhos, tornando-se aparentes recursos e vantagens adicionais da invenção. A modalidade exemplar se refere a uma máquina vibradora na forma de uma tela vibradora, porém sem estar limitada a mesma. As modalidades subsequentes se aplicam correspondentemente a outras máquinas vibradoras, como transportadores vibradores, secadores vibradores, telas de fluxo inverso e similares. Nas Figuras:

[0019] A Figura 1 mostra uma vista oblíqua de uma máquina vibradora de acordo com a invenção em um primeiro lado longitudinal da mesma;

[0020] A Figura 2 mostra uma vista oblíqua da máquina vibradora ilustrada na Figura 1 em um segundo lado longitudinal da mesma, oposto ao primeiro lado;

[0021] A Figura 3 mostra uma vista oblíqua de uma unidade de sensor do dispositivo ilustrado nas Figuras 1 e 2; e

[0022] A Figura 4 mostra um fluxograma de um método de acordo com a invenção para detectar os parâmetros de operação e estado da máquina vibradora ilustrada nas Figuras 1 e 2.

[0023] As Figuras 1 e 2 mostram uma máquina vibradora 1 de acordo com a invenção na forma de uma tela vibradora. Um componente essencial da máquina vibradora 1 é um quadro de tela 2, incluindo duas placas laterais aproximadamente triangulares 3 que correm paralelas entre si a uma distância lateral, que são rigidamente conectadas entre si ao longo de sua base por meio de vários membros transversais

4 e na área superior oposta à base através de um membro transversal excitador 5. Os membros transversais 4 formam uma sustentação com o lado superior para um suporte de tela 8 montado a partir de um grande número de condutores longitudinais 6 com um revestimento de tela 7 disposto sobre o mesmo. O quadro de tela 2 com suporte de tela 8 resulta em uma caixa de peneira rígida 9, que recebe o material a granel e o submete a um processo de separação durante a operação, enquanto o transporta simultaneamente linearmente.

[0024] Para montar a caixa de peneira 9 de maneira a amortecer as vibrações, um quadro isolante retangular 10 é fornecido a uma distância abaixo do quadro de tela 2, no qual o quadro de tela 2 é sustentado por vários grupos dos primeiros elementos de mola 11. A estrutura de isolamento 10, por sua vez, é ancorada fixamente no substrato com o auxílio dos segundos elementos de mola 12 e amortecedores de vibração 13.

[0025] Para gerar um movimento de vibração de caixa de peneira 9, a máquina vibradora 1 é equipada com um excitador 14, que é montado rotativamente nos rolamentos 15 nas extremidades do membro transversal excitador 5. Excitador 1 [sic; 14] tem uma haste, um eixo geométrico paralelo ao membro transversal excitador 5, na área de rolamento 15, uma roda dentada e uma massa de desequilíbrio apoiada nas projeções de ambos os lados, e também tem uma segunda haste correspondente com uma roda dentada e uma massa de desequilíbrio. As duas rodas dentadas estão engatadas na operação uma da outra e, assim, garantem uma rotação contra rotativa das duas hastes com a mesma velocidade de rotação. As massas de desequilíbrio repousam sobre as hastes de modo que gerem um pulso de vibração durante sua interação, cujo vetor envolve consistentemente o ângulo  em relação a um plano horizontal, a caixa de peneira 9, realizando assim um movimento vibratório linear em ângulo  em relação à horizontal. Para enrijecer a caixa de peneira 9, os perfis de reforço 22 que correm na direção do movimento de vibração se estendem entre o membro transversal excitador 5 e a base de placas laterais

3.

[0026] Um acionamento por rotação 24, que está disposto em uma coluna 23 e encosta rotativamente de forma fixa à primeira haste através de uma haste de hélice, é fornecido ao lado da caixa de peneira 9 e do quadro isolante

10. Uma haste intermediária 25, por sua vez, conecta as duas primeiras hastes do excitador 5.

[0027] Durante a operação, a máquina vibradora 1 é submetida a uma carga dinâmica contínua, que faz um monitoramento rigoroso dos parâmetros de estado e dos parâmetros operacionais necessários para minimizar o risco de falha. Um dispositivo móvel adequado para este objetivo compreende pelo menos quatro unidades de sensor 26', 26", 26"', pelo menos oito dentre as mesmas na presente modalidade exemplar, um módulo de comunicação/porta de comunicação 27, um roteador 28, bem como uma unidade de avaliação 29, que trocam dados entre si. Para transportar para o local de uso, esses componentes podem ser acomodados juntos em uma caixa de ferramentas, que pode conter dispositivos periféricos adicionais, como uma estação de carregamento, uma bateria recarregável, uma unidade de fonte de alimentação e similares.

[0028] Uma das unidades de sensor 26', 26", 26"' é representativamente ilustrada de uma forma simplificada na Figura 3. A unidade de sensor 26', 26", 26"' tem um alojamento cuboide 30 com um lado frontal 31 e um lado traseiro 32. Um ímã 33 é disposto no lado traseiro 32 para prender de maneira separável a unidade de sensor 26 à máquina vibradora 1. Contatos de carregamento, vários LEDs para exibir a situação e um interruptor LIGA/DESLIGA - que não são ilustrados - também são fornecidos no alojamento 30.

[0029] Três sensores de aceleração estão situados no interior do alojamento 30, que são projetados como componentes microeletromecânicos (MEMS). Os sensores de aceleração estão dispostos ortogonalmente entre si, de modo que seus eixos geométricos de medição definam um sistema de coordenadas local com os eixos geométricos espaciais X1, Y1 e Z1. Pelo menos um dos sensores de aceleração tem simultaneamente a funcionalidade de um sensor de gravidade com o objetivo de detectar o vetor de gravidade G no sistema de coordenadas local X1, Y1 e Z1. As unidades funcionais adicionais de uma unidade de sensor 26', 26", 26"' são uma memória para armazenamento temporário dos dados de medição dos sensores de aceleração, um módulo de rádio para troca de dados, pelo menos um circuito integrado para processamento de dados local, bem como uma unidade de armazenamento de energia elétrica.

[0030] Como é evidente nas Figuras 1 e 2, uma unidade de sensor 26’ está disposta em cada uma das áreas de canto do quadro de tela 2. No presente caso, isso fica do lado de fora das extremidades das placas laterais 3, diretamente acima dos membros transversais 4, situados ali. Além disso, outra unidade de sensor 26'' está situada aproximadamente no meio entre as extremidades de quadro de tela 2, também diretamente acima dos membros transversais 4 na parte externa das placas laterais 3. Além disso, em cada caso, uma unidade de sensor 26''’ é colocada na extensão do membro transversal excitador 5 no exterior das placas laterais 3.

[0031] A fixação separável das unidades de sensor 26', 26", 26"' na máquina vibradora 1 ocorre através de ímãs 33 no lado traseiro das unidades de sensor 26', 26", 26"'. Não é necessário levar em consideração uma orientação especial das unidades de sensor 26', 26", 26"' no espaço, o que simplifica a montagem e reduz o tempo de montagem.

[0032] O módulo de comunicação/porta de comunicação 27 controla o tráfego de dados de e para as unidades de sensor 26', 26", 26"' e realiza a função de um controlador/roteador. A comunicação com base em rádio entre o módulo de comunicação/porta de comunicação 27 e a unidade de sensor 26 ocorre de acordo com o padrão lEEE 802.15.4 na faixa de frequências de 868 MHz a 870 MHz e/ou 2,4 GHz a 2,483 GHz (=ZigBee).

[0033] O encaminhamento dos dados para a unidade de avaliação 29 ocorre através de roteador 28, que se comunica com a unidade de avaliação 29 de acordo com o padrão lEEE

802.11 na faixa de frequência de 2,4 GHz e/ou 5 GHz (=WLAN).

[0034] Para obter uma compatibilidade entre os dois padrões, o módulo de comunicação/porta de comunicação 27 tem adicionalmente a funcionalidade de um conversor de protocolo; o módulo de comunicação/porta de comunicação 27 converte assim os dados recebidos no outro padrão em cada caso. O módulo de comunicação/porta de comunicação 27 e o roteador 28 são conectados um ao outro através de um cabo de dados para a troca de dados.

[0035] A unidade de avaliação 29 é essencialmente composta de um sistema móvel de processamento de dados eletrônico, por exemplo, um computador do tipo laptop ou computador do tipo tablet. A unidade de avaliação 29 inclui um módulo de entrada de dados, por exemplo, para a entrada de comandos de controle, um módulo de memória, em que são armazenados dados de referência, valores limite, dados de medição das unidades de sensor e similares, um módulo computacional para solicitar, processar e emitir dados, e um módulo de saída de dados, por exemplo, uma tela para visualizar os dados preparados ou uma interface para encaminhar os dados preparados para uma impressora ou outro computador, que está conectado à unidade de avaliação 29, por exemplo, via Internet.

[0036] Um dispositivo móvel de acordo com a invenção é adequado para executar análises de ressonância, bem como para executar análises de vibração. O objetivo da análise de ressonância é determinar as frequências naturais de uma máquina vibradora 1, para determinar frequências operacionais adequadas. A análise de vibração é usada para determinar o comportamento característico de vibração da máquina vibradora durante a operação.

[0037] Como é evidente na Figura 4, a operação de medição em ambos os casos começa colocando-se o dispositivo móvel no estado de prontidão para medição. Para esse objetivo, precisa-se garantir que todos os componentes elétricos e eletrônicos sejam fornecidos com energia elétrica suficiente para o processo de medição. Os componentes do dispositivo também precisam estar ligados, conectados entre si e ativados na rede.

[0038] As unidades de sensor 26', 26", 26"' são posteriormente fixadas em locais significativos na máquina vibradora 1. Na presente modalidade exemplar, uma unidade de sensor 26' está disposta em cada um dos quatro cantos do quadro de tela 2, de preferência, na altura de revestimento de tela 7, para poder determinar o comportamento e vibração na área do fornecimento de material e descarga de material, diferenciada de acordo com o lado esquerdo de tela e o lado direito de tela. Para uma indicação do comportamento de vibração no meio da tela, unidades de sensor adicionais 26'' podem estar dispostas aproximadamente no meio entre as unidades de sensor 26' de um lado da máquina. Outros locais adequados são as áreas finais do membro transversal excitador 5, em que uma unidade de sensor 26''' está conectada no presente caso.

[0039] A fixação destacável das unidades de sensor 26', 26", 26"' à máquina vibradora 1 ocorre com o auxílio de ímãs 33 aderentes à estrutura de aço. As superfícies planas no quadro de tela 2 são particularmente adequadas para esse objetivo, por exemplo, nos exteriores das placas laterais 3 e/ou nos membros transversais 4. A orientação de uma unidade de sensor 26', 26", 26"' no espaço ou no plano da superfície de fixação é arbitrária, uma vez que a inclinação de uma unidade de sensor 26', 26", 26"' em relação à vertical é conhecida através do sensor de gravidade. O vetor de gravidade G, juntamente com o vetor de aceleração, define o plano vibrador da máquina vibradora 1, a partir do qual a orientação espacial exata do sistema de coordenadas local X1, Y1 e Z1 pode ser apurada.

[0040] No caso da análise de ressonância, quando a máquina vibradora 1 está parada, a operação de medição é iniciada de forma síncrona em todas as unidades de sensor 26', 26", 26"' dentro de uma janela de tempo de 0,05 ms por meio de uma entrada correspondente na unidade de avaliação 29 e a máquina vibradora 1 são subsequentemente colocadas em vibração aplicando-se um pulso excitador único, por exemplo, por meio de um golpe de martelo.

[0041] Os sensores de aceleração de cada unidade de sensor 26', 26", 26"' determinam subsequentemente a amplitude da aceleração em função da frequência de vibração da máquina vibradora 1 em relação ao sistema de coordenadas local X1, Y1 e Z1 definido pelos sensores de aceleração, e os mesmos armazenam os dados de medição na memória de dados local pela duração da operação de medição.

[0042] No caso da análise de vibração, a máquina vibradora 1 é iniciada antes da operação de medição ser executada. A máquina vibradora 1 está, portanto, em operação durante a operação de medição e vibra na frequência operacional predefinida pelo excitador 14. Os sensores de aceleração das unidades de sensor 26', 26", 26"' detectam a amplitude de aceleração nos eixos geométricos de sistema de coordenadas local X1, Y1 e Z1 e armazenam os dados de medição na memória de dados local pela duração da operação de medição.

[0043] Após o término da operação de medição, os dados locais de medição do sensor de gravidade e os sensores de aceleração das unidades individuais de sensor 26', 26", 26"' são transmitidos no padrão lEEE 802.15.4 para módulo de comunicação/porta de comunicação 27, em que está convertido para o padrão lEEE 802.11 e transmitido para a unidade de avaliação 29 através de roteador 28.

[0044] Os registros de dados das unidades individuais de sensor 26', 26", 26"' são transformados em um sistema de coordenadas uniforme superior X0, Y0, Z0 na unidade de avaliação 29. O sistema de coordenadas superior X0, Y0, Z0 pode ser, por exemplo, um sistema de coordenadas orbitais, no qual o eixo geométrico Z0 corresponde à vertical, o eixo geométrico X0 corresponde à horizontal de frente para a direção de transporte da máquina vibradora 1 e o eixo geométrico Y0 corresponde à lateral perpendicular aos dois outros eixos geométricos, que é assim orientado transversalmente à direção do transporte. Da mesma forma, o sistema de coordenadas superior X0, Y0, Z0 pode ser predefinido pelo movimento vibrador da máquina vibradora 1, em que o eixo geométrico Z0 é definido pela extremidade resultante da direção da vibração, na qual é executado paralelo ao plano, o eixo geométrico X0 é no plano vibrador perpendicular ao eixo geométrico Z0, e o eixo geométrico Y0, por sua vez, é perpendicular aos outros dois eixos geométricos.

[0045] A transformação dos dados de medição ocorre com base na inclinação do sistema de coordenadas local X1, Y1, Z1 no plano vibrador determinado nas unidades de sensor 26', 26", 26"', com o auxílio do sensor de gravidade em cada caso. Após a transformação, os dados de aceleração síncrona no tempo relacionados a um sistema de coordenadas uniforme e, portanto, comparável, são obtidos para cada unidade de sensor 26', 26", 26"' e podem ser convertidos em dados de velocidade por integração única e nos dados de trajetória por dupla integração.

[0046] Informações sobre determinados parâmetros de estado e parâmetros de operação da máquina vibradora 1 podem ser derivadas desses dados, como frequência de vibração, amplitude de vibração, ângulo de vibração, sincronismo de fase do comportamento de vibração em diferentes locais da máquina vibradora 1 e a ocorrência de auto deformações podem ser avaliadas durante a operação da máquina e modos próprios da máquina vibradora 1, parados e durante a operação de máquina.

[0047] Depois que esses dados são preparados na unidade de avaliação 29, os espectros de frequência, por exemplo, com frequências naturais e de operação, ou o comportamento de vibração de uma máquina vibradora 1, incluindo auto deformações e modelos próprios, podem ser claramente representados em um modelo de quadro de arame em uma tela ou monitor. Dados de medição individuais podem ser comparados com valores-limite e, se forem excedidos, um sinal de aviso óptico ou acústico pode ser emitido e muito mais. Lista de referências numéricas

[0048] 1 máquina vibradora

[0049] 2 quadro de tela

[0050] 3 placas laterais

[0051] 4 membro transversal

[0052] 5 membro transversal excitador

[0053] 6 condutor longitudinal

[0054] 7 revestimento de tela

[0055] 8 suporte de tela

[0056] 9 caixa de peneira

[0057] 10 quadro isolante

[0058] 11 primeiros elementos de mola

[0059] 12 segundos elementos de mola

[0060] 13 amortecedor de vibração

[0061] 14 excitador

[0062] 15 rolamento

[0063] 22 perfil de reforço

[0064] 23 coluna

[0065] 24 acionamento por rotação

[0066] 25 haste intermediária

[0067] 26 unidade de sensor 26', 26", 26"'

[0068] 27 módulo de comunicação/porta de comunicação

[0069] 28 roteador

[0070] 29 unidade de avaliação

[0071] 30 alojamento

[0072] 31 lado frontal

[0073] 32 lado traseiro

[0074] 33 ímã

Claims (19)

REIVINDICAÇÕES

1. DISPOSITIVO MÓVEL PARA DETECTAR OS PARÂMETROS

DE ESTADO E PARÂMETROS DE OPERAÇÃO DE MÁQUINAS DE VIBRAÇÃO (1), que compreende unidades de sensor (26', 26", 26"') e uma unidade de avaliação (29) conectada às unidades de sensor (26', 26", 26"'), os dados de medição detectados pelas unidades de sensor (26', 26", 26"') que são transmissíveis de maneira sem fio à unidade de avaliação (29) e sendo que cada unidade de sensor (26', 26", 26"') é equipada com pelo menos três sensores de aceleração orientados ortogonalmente entre si e um circuito integrado para processar os dados de medição detectados pelas unidades de sensor (26', 26", 26"'), caracterizado por: - pelo menos quatro unidades de sensor (26', 26", 26"') formarem uma rede de sensor, sendo que as unidades de sensor (26', 26", 26"') são fixáveis de maneira separável à máquina vibradora (1) a uma distância uma a partir da outra com uma orientação/direção indeterminada; e - os pelo menos três sensores de aceleração de uma unidade de sensor (26', 26", 26"') definirem um sistema de coordenadas local X1, Y1, Z1, - os dados locais de medição detectados em uma unidade de sensor (26', 26", 26"') relatarem aos eixos geométricos espaciais dos mesmos; e - cada unidade de sensor (26', 26", 26"') incluir um sensor de gravidade para detectar a orientação/direção do sistema de coordenadas local X1, Y1, Z1 no espaço; e - a unidade de avaliação (29) incluir um aparelho para transformar os dados locais de medição em um sistema de coordenadas uniforme superior X0, Y0, Z0, levando em consideração os dados de medição do sensor de gravidade.

2. DISPOSITIVO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela rede de sensor incluir pelo menos seis, de preferência, pelo menos oito, unidades de sensor (26', 26", 26"').

3. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pela rede de sensor incluir um módulo de comunicação/porta de comunicação (27) para coordenar o fluxo de dados a partir e para as unidades de sensor (26', 26", 26"').

4. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelos sensores de aceleração serem cada um projetado como um componente microeletromecânico (MEMS) ou um componente piezoelétrico.

5. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo dispositivo incluir meios para a sincronização de tempo das operações de medição nas unidades individuais de sensor (26', 26", 26"').

6. DISPOSITIVO, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pela janela de tempo para as operações de medição ter uma duração de um máximo de 0,1 ms, de preferência, um máximo de 0,05 ms, em todas unidades de sensor (26', 26", 26"').

7. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelas unidades de sensor (26', 26", 26"') terem, cada uma, uma memória de dados para o armazenamento temporário dos dados de medição.

8. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelas unidades de sensor (26', 26", 26"') incluírem, cada uma, um módulo de rádio para a troca sem fio de dados, sendo que a frequência de rádio do módulo de rádio está em uma faixa entre 400 MHz e 900 MHz ou em uma faixa entre 2,4 GHz e 6 GHz.

9. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo dispositivo incluir um roteador (28), que é conectado entre a rede de sensor e a unidade de avaliação (29) para trocar dados entre a rede de sensor e a unidade de avaliação (29).

10. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo dispositivo incluir um aparelho de exibição para a visualização de imageamento dos dados de medição transformados.

11. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo dispositivo incluir uma unidade de armazenamento de energia para abastecer o dispositivo com energia elétrica, de preferência, uma unidade recarregável de armazenamento de energia.

12. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelas unidades de sensor incluírem ímãs (33) para a fixação de maneira separável a uma máquina vibradora (1).

13. MÁQUINA VIBRADORA, caracterizada por compreender um dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, em particular, uma tela vibradora, um transportador vibrador, um secador vibrador ou uma máquina de triagem excitada por revestimento.

14. MÉTODO PARA DETECTAR A OPERAÇÃO E PARÂMETROS DE ESTADO DE MÁQUINAS VIBRADORAS (1), caracterizado por compreender as seguintes etapas: a) Fixar pelo menos quatro unidades de sensor (26', 26", 26"'), que incluem sensor de aceleração com uma direção/orientação indeterminada em relação à máquina vibradora (1), sendo que cada unidade de sensor (26', 26", 26"') define um sistema de coordenadas local X1, Y1, Z1 com seus sensores de aceleração; b) Medir a aceleração da máquina vibradora (1) em relação aos eixos geométricos espaciais do sistema de coordenadas local X1, Y1, Z1 em cada unidade de sensor (26', 26", 26"'); c) Transformar os dados locais de medição das unidades de sensor (26', 26", 26"') em um sistema de coordenadas uniforme superior X0, Y0, Z0; d) Avaliar os dados de medição transformados.

15. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 14, em que a máquina vibradora (1) compreende um quadro vibrador retangular (2), que é formado por placas laterais (3) e membros transversais (4) que conectam as placas laterais (3), caracterizado por, na etapa a), uma unidade de sensor (26', 26", 26"') ser fixada pelo menos em cada uma das quatro áreas de canto do quadro vibrador (2) e/ou nas áreas de extremidade do membro transversal excitador (5) e/ou nas áreas de extremidade dos membros transversais (4).

16. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 15, caracterizado por, na etapa b), ocorrer sincronizadamente no tempo em todas as unidades de sensores (26', 26", 26"'), de preferência, dentro de uma janela de tempo de 0,1 ms, em particular 0,05 ms.

17. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 16, caracterizado por, na etapa c), a orientação/direção espacial do sistema de coordenadas local X1, Y1, Z1 ser determinada com base no plano vibrador da máquina vibradora (1) e o vetor de gravidade.

18. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 17, caracterizado por, na etapa c), os dados de medição apurados nas unidades de sensor (26', 26", 26"') serem transformados no sistema de coordenadas X0, Y0, Z0 predefinidas pelo eixo geométrico vibrador e/ou eixos geométricos de máquina da máquina vibradora (1).

19. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 18, caracterizado por, na etapa d), os dados de medição serem visualizados em um modelo quadro de arame da máquina vibradora (1).