CN101739794A - 具有标准通信接口的模块化数据收集模块 - Google Patents

Abstract

提供一种模块化数据收集模块(10)。该模块包括数据收集模块(10)，其配置成调节并采样来自多个测量装置(22)中的一个或一个以上测量装置的信号(18)，该多个测量装置(22)可操作地检测机器状况，该数据收集模块(10)包括通用串行(USB)接口(12)，其配置成可互换地连接该数据收集模块(10)至多个主机平台(14)中的至少一个，从而形成综合数据收集单元(16)。

Description

具有标准通信接口的模块化数据收集模块

技术领域

本文公开主题涉及一种数据收集模块，尤其涉及一种模块化设计的并且配置成通过通用串行总线(USB)接口连接至各种主机装置的数据收集模块。

背景技术

近年来，机器状况监测已经扩展到包括便携式数据收集。这通常是通过一种手持式主机装置来完成，该手持式主机装置与传感器(transducer)或者测量感测器通过一个或多个电缆相连。这些传感器暂时或者永久性地安装在客户所在地点的工业机械上的指定位置，用于测量参数，例如震动、温度或其他工艺变量。这些参数被存储下来并且随时间趋于变化以帮助诊断故障状况并且帮助制定机器检修计划，使得这样机器的可用性可以提高。

现在，这些测量类型已经扩展到需要多件便携设备来获取所有可用的数据来评估机器的运行状况或者“健康”。这些设备包括的项目如速度感测器、红外测温枪、热成像相机和电流互感器。一般来说，每个额外的设备所获得的数据采用它自己的格式而独立于便携式数据收集器。该信息必须关联在单个平台上，以有效地评估或管理机器状况。

发明内容

在一个实施例中，提供一种模块化数据收集模块。该模块化数据收集模块包括数据收集模块，其配置成调节并采样来自多个测量装置中一个或一个以上测量装置的信号，该多个测量装置可操作地检测机器的状况，该数据收集模块包括通用串行总线(USB)接口，该接口配置成可互换地连接该数据收集模块至多个主机平台中的至少一个，从而形成综合数据收集单元。

在另一个实施例中，提供一种数据收集系统。该系统包括具有通用串行总线(USB)接口的模块化数据收集模块以及可通过该USB接口与该模块化数据收集模块耦合的主机平台，从而形成综合数据收集单元。该数据收集模块配置成处理来自多个测量装置中一个或一个以上测量装置的信号，该多个测量装置可操作地检测机器或过程的状况或状态。该主机平台配置成使用户可以控制该模块化数据收集模块的操作。

在又一个实施例中，提供数据收集系统。该系统包括具有通用串行总线(USB)接口的模块化数据收集模块以及可通过该USB接口与该数据收集模块耦合的手持式主机平台。该模块化数据收集模块配置成处理来自多个测量装置中一个或一个以上测量装置的信号，该多个测量装置可操作地检测机器的状况。该模块化数据收集模块进一步包括至少一个信号输入端口，该端口配置成连接至该多个测量装置中的一个或一个以上测量装置。每个该多个测量装置配置成可以实现多数测量中至少一个测量的功能。该手持式主机平台配置成使用户可以控制该模块化数据收集模块的操作。

这些及其他的优点和特性，将会变得更加明显地体现在下文的描述中结合附图来看。

附图说明

作为本发明的主题被具体地指出以及清楚地在概括说明书的权利要求书中得以主张权利。本发明的上述以及其他特征和优点从下文的详细描述结合附图变得清楚，其中附图为：

图1是根据本发明一个示例实施例的一种模块化数据收集模块的示意图；

图2是根据本发明一个示例实施例的具有模块化数据收集模块的数据收集系统的示意图，该模块化数据采集模块通过通用串行总线(USB)连接至主机平台；

图3是根据本发明一个示例实施例的用作数据收集模块的主机平台的一种便携式手持装置的示意图；以及

图4是根据本发明一个示例实施例的通过便携式手持装置的外壳中内置的安装槽而连接至数据收集模块的便携式手持装置的示意图。

下文的详细描述参照附图通过举例方式解释了本发明实施例及优点和特征。

符号说明

10 数据收集模块        22 多个测量装置

12 接口                24 现场可拆卸电缆

14 主机平台            26 外壳

16 数据收集系统        30 USB配合连接器

18 信号处理器          32 USB连接器

20 信号输入端口        34 辅助附件

具体实施方式

示范实施例针对的是一种采用模块化设计的数据收集模块，使得该数据收集模块可以连接至多种主机装置，例如便携式电脑，台式电脑等。该模块化的方法将该数据收集硬件和主机平台分离，这样，多种特定应用的数据收集模块中之一可以互换地连接至多种主机平台中之一，从而形成综合数据收集单元或系统。这些实施例，通过根据一个示例实施例、使数据收集模块通过行业标准接口、例如通用串行总线(USB)与主机平台接口，从而提供该便携式数据收集模块的灵活性和可缩放性。在这些实施例中，可进一步开发附加的数据收集模块，用于不同的测量收集类型，例如温度、电机电流等。利用工业标准接口可以允许这些附加的模块连接至多种主机装置。例如，用户可以连接该数据收集模块至台式电脑或便携式电脑，从而运行附带的应用软件来进行数据收集，以代替使用便携式手持主机。

为了更好地理解本发明及其操作，请参阅附图。图1图示了根据一个示例实施例的数据收集模块10。在一个实施例中，该数据收集模块10采用模块化设计并且包括接口12，用于连接该数据收集模块10至多种主机装置，例如主机平台14。在另一种非限制性示例实施例中，用于连接该数据收集模块10至多种主机平台的该接口12为通用串行总线(USB)接口。这样，根据一个示例实施例，该数据收集模块10可以通过该USB接口连接至该主机平台14，这可以有效地形成综合数据收集单元或系统16。当然，该接口12可以是在该数据收集模块10和该主机平台14之间的采用电连接器通过机械连接的直接连接，或者是通过该数据收集模块10及该主机平台14之间电缆的直接连接。该数据收集系统16更好地在图2中进行图示。

在一个实施例中，该数据收集模块10是动态信号输入模块(DSIM)，即与该主机平台紧密配合以及通信的耐用电子组件。在一个实施例中，该数据收集模块10为信号处理装置，配置成处理与机器或过程的状况相关的数据。该数据收集模块10包括信号处理器18，其用于调节以及采样信号并对信号执行多种测量。该信号处理器18可以为任何常见的处理单元，其配置成用于实施本文所描述的方法和/或功能。在一个示例实施例中，该信号处理器18包括硬件和/或软件/固件与应用程序的组合，当该应用程序载入并执行时，使得该信号处理器18得以运转以实施本文所描述的方法。

在一个实施例中，该数据收集模块10进一步包括信号输入端口20，其配置成加电并且从多个测量装置22(例如加速度仪、传感器等)中的一个或一个以上的测量装置接收信号。这些测量装置在本质和操作上有不同。图1及图2图示了数据收集模块10上的五个信号输入端口20。然而，应理解的是，该数据收集模块10上的信号输入端口20的数量可以根据实际应用、它的类型和该数据收集模块10内部需要的信号调节电路来改变。

根据一个实施例，该数据收集模块10可以是用于接收来自多个测量装置22的信号以根据应用来检测机器或过程的状况的许多不同特定应用的数据收集类型装置中的至少一个。例如，该数据收集模块10可以配置成或开发成采样和收集来自传感器的原始模拟振动信号(这些信号通常指明了机器状况)并且获得这些原始模拟振动信号并对其执行多种测量。例如，该数据收集模块10可以对该原始振动信号执行数字滤波。当然，该数据收集模块10可以开发成用于不同测量收集类型(例如，温度、电机电流等)，并且不应被限定为本文所描述的配置。此外，该数据收集模块10可以执行其他测量，例如对已调节信号的抽取，并且不应被限定为本文所陈述的示例。

根据一个实施例，该数据收集模块10通过连接方法、例如现场可拆卸电缆24连接至多个测量装置22中的一个或一个以上测量装置，。特别地，该现场可拆卸电缆24的一端被该数据收集模块10的一个信号输入端口20收容，而另一端连接至一个如图所示的测量装置22。当然，其他类型的连接方法可以被采用以连接该数据收集模块10至多个测量装置22中的一个或一个以上测量装置，如此，该数据收集模块10可以加电以及从多个测量装置22中的一个或一个以上测量装置接收信号。多个测量装置16可以包括发射器、传感器、加速度计、电涡流接近式探头、工业温度探头或其他任何能够产生所测量的信号的装置。

根据一个实施例，该主机平台14可以为多种类型的主机平台中之一。该主机平台14是能够让用户通过该数据收集模块10控制收集和分析数据的操作的平台。在一个限制性示例实施例中，该主机平台为便携式手持装置，其配置成收集来自从工业机械(例如，泵、电机、齿轮箱等)或过程的不同类型的性能和过程相关的信息，如图3所示。在一个实施例中，该便携式手持装置包括外壳26，其采用多部式设计，由压铸镁、铝或模塑塑料制成。该便携式装置还包括基底28，设计成允许该数据收集模块10及未来的具有相同封装尺寸的数据收集模块与该便携式装置相配合。在一个实施例中，该主机可以包括多种命令按钮(图未示)，用于控制该数据收集模块10的操作，及显示屏幕(图未示)，用于检视该收集到或被分析的数据。

该数据收集模块10可以通过机械附件连接至该主机。根据一个示例实施例，该数据收集模块10可以通过在外壳26中内置的或者设置于该主机平台的该的背面的安装槽(图未示)连接至该主机，如图4所示。在另一实施例中，该数据收集模块10通过该USB接口12连接至该便携式装置(例如，便携式电脑或者台式电脑)。特别地，该数据收集模块10及该便携式手持装置均包括USB配合连接器30，其配置成相互配合。该便携式装置在图3中所示的配置在本质上是示范性的并且不应是限制性的。虽然该主机装置14在便携式装置的上下文中得以论述，应理解的是，其他类型的主机平台可以用在本发明的其他示例实施例中。

例如，在另一非限制性实施例中，该主机平台14为便携式电脑或台式电脑。当然，其他类型的主机平台可以用在其他示例实施例中，并且不应该被限定于本文所描述的类型。在一种实施例中，该数据收集模块10利用接口电缆连接至该主机平台14。

依照一种实施例，该主机平台14包括USB连接器32，其配置成收容至少一个辅助附件34，例如红外测温及激光转速计(tachometer)、热成像装置、全球定位系统(GPS)及条码扫描器等，根据一个实施例，当与该数据收集模块10结合时，其可以被操作。当然，在其他示例实施例中，辅助附件34可以独立于该数据收集模块10而被操作。当该数据收集模块10连接至该主机平台14，并且该辅助附件34连接至该主机平台14的USB连接器32时，该数据收集模块10的USB接口12使该数据收集模块10能够接收来自该辅助附件34的信号。

在上述示例实施例中，单个主机平台可以用于与多种特定应用的数据收集模块接口，其中每个数据收集模块可以设计成一种特定的测量类型。模块进一步可以被开发成与现有的主机平台在需要时接口。例如，客户A可以采用通用主机装置(例如便携式电脑、台式电脑、平板式电脑或超便携移动PC)来与该数据收集模块接口，而需要在一个危险的(分级的)区域收集数据的客户B必须采用经核准在该区域使用的主机装置来与该数据收集模块接口。

虽然本发明结合仅有限数量的实施例来详细描述，应当易于理解的是，本发明不限于这些公开实施例。然而本发明可以被修改成加入了任何数量的在前文没有描述过的变化、变更、替换或等价设置，但是这些与本发明的思想及范围相一致的。另外，虽然本发明描述了多种实施例，可以理解的是，本发明的方面仅包括被描述的实施例中的一些。因此，本发明不应被视为限制于前述的描述，而是仅仅由附上的权利要求来限定。

Claims (9)

1.一种模块化数据收集系统(16)，包括：

数据收集模块(10)，其配置成调节并采样来自多个测量装置(22)中一个或一个以上测量装置的信号，该多个测量装置可操作地检测机器的状况，该数据收集模块(10)包括通用串行总线(USB)接口(12)，其配置成可互换地连接该数据采集模块(10)至多个主机平台(14)中的至少一个，从而形成综合数据采集单元(16)。

2.如权利要求1所述的模块化数据收集模块(10)，其特征在于，该数据收集模块(10)包括至少一个信号输入端口(20)，其配置成连接至该多个测量装置(24)中的一个或者一个以上测量装置，每个所述多个测量装置(22)配置成能够执行多数测量中的至少一个测量。

3.如权利要求2所述的模块化数据收集模块(10)，其特征在于，该至少一个信号输入端口(20)配置成收容可拆卸电缆(24)以用于连接该多个测量装置(22)中的一个或一个以上测量装置至该数据收集模块(10)。

4.如权利要求2所述的模块化数据收集模块(10)，其特征在于，该数据收集模块的USB接口(12)使得该多个测量装置(22)能够连接至该多个主机平台(14)中的至少一个。

5.如权利要求2所述的模块化数据收集模块(10)，其特征在于，该数据收集模块(10)配置成加电以及接收来自该多个测量装置(22)的信号。

6.如权利要求1所述的模块化数据收集模块(10)，其特征在于，该多个主机平台(14)中之一为一种便携式手持装置，其配置成控制该数据收集模块(10)的操作。

7.如权利要求1所述的模块化数据收集模块(10)，其特征在于，该多个主机平台(14)中之一为台式电脑或便携式电脑。

8.如权利要求1所述的模块化数据收集模块(10)，其特征在于，该多个主机平台(14)中之一包括USB连接器(32)，其配置成收容多个辅助附件(34)中的至少一个。

9.如权利要求1所述的模块化数据收集模块(10)，其特征在于，该数据收集模块(10)包括处理器，其用于调节及采样该数据收集模块(10)所接收的信号。

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