CN102298349A - 监测系统以及用于监测系统的底板 - Google Patents

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Abstract

本发明名称为监测系统以及用于监测系统的底板。提供了用于与第二底板(126)、系统监测模块(144)和至少一个换能器监测模块(142)电耦合的第一底板(104)。第一底板包括配置成与系统监测模块和第二底板(126)耦合的系统接口总线(212)、至少一个配置成与至少一个换能器监测模块和第二底板耦合的监测器接口总线(224)、以及配置成与至少一个换能器监测模块和系统监测模块耦合的中间底板总线(232)。

Description

监测系统以及用于监测系统的底板
技术领域
本应用一般涉及监测系统以及，更具体地，涉及与监测系统一起使用的底板。
背景技术
已知机器可在运行期间呈现振动或者其他异常的行为。一个或者多个传感器可被使用以测量这样的行为并且确定例如在马达驱动轴中呈现的振动量、马达驱动轴的转动速度、以及/或者机器或者马达的其他合适的运行特性。通常，该传感器与监测系统耦合，监测系统包括多个监测器。每个监测器接收代表来自一个或者多个传感器的测量的信号，在该信号上实施至少一个处理步骤，并且然后传输所修改的信号到诊断平台，其显示测量给用户。
至少某些已知的传统监测系统包括在底板(其一般被用于与一个或者多个传统低速监测器耦合)内至少一个低速电总线。然而，这样的监测系统可能不具有提供充分带宽以能够与较新的使用高速电总线的较高速监测器耦合的底板构造。同样地，至少某些监测系统必须被整个替换掉或者被限制于仅与低速监测器一起使用。
发明内容
在一个实施例中，提供了用于与第二底板电耦合的第一底板、系统监测模块、以及至少一个换能器监测模块。第一底板包括配置成与系统监测模块和第二底板耦合的系统接口总线、配置成与该至少一个换能器监测模块和第二底板耦合的至少一个监测器接口总线、以及配置成与该至少一个换能器监测模块和系统监测模块耦合的中间底板总线。
在另一实施例中，提供了监测系统，其包括配置成监测至少一个机器的运行状况的至少一个换能器、以及配置成与该至少一个换能器耦合的第一底板。该监测系统还包括配置成与第一底板耦合的第二底板以及配置成与第二底板耦合的至少一个换能器监测模块。该至少一个换能器监测模块进一步配置成处理从该至少一个换能器接收的至少一个信号。
在另一实施例中，提供了监测系统，其包括第一底板以及配置成与第一底板耦合的第二底板。该第二底板包括配置成与系统监测模块和第一底板耦合的系统接口总线、配置成与至少一个换能器监测模块和第一底板耦合的至少一个监测器接口总线、以及配置成与该至少一个换能器监测模块和系统监测模块耦合的中间底板总线。该监测系统还包括配置成与中间底板和第一底板耦合的至少一个接口板。
附图说明
图1是可被用于监测机器的示例性的监测系统的侧横截面视图。
图2是图1中所示的监测系统的框图。
具体实施方式
图1是可被用于监测机器(未示出)的示例性的监测系统100的侧横截面视图。在该示例性的实施例中，监测系统100使用一个或者多个换能器102或者其他传感器来监测、探测、以及/或者测量一个或者多个机器(未示出)的一个或者多个运行状况。更具体地，在该示例性的实施例中，换能器102与系统底板104耦合，系统底板104接收来自换能器102的信号。该信号指示机器以及/或者该机器的一个或者多个部件的所测量的运行状况。而且，在该示例性的实施例中，监测系统100接收来自电源106的电力，电源106与系统底板104耦合。备选地，监测系统100可接收来自使系统100能够如本文所述地起作用的任何合适的电源的电力。而且，在示例性的实施例中，系统底板104包括监测系统总线(未在图1中示出)，其包括多个导体(未示出)。如本文所使用的，术语“耦合”不限于在部件之间的直接的机械以及/或者电连接，但可还包括在部件之间的非直接的机械以及/或者电连接。
系统底板104安置在主壳体108内。在示例性的实施例中，系统底板104朝向或者临近主壳体108的后部分110被安置，使得主壳体108的前部分112基本上未被占用。主壳体108限定主腔114，其与前部分112处于流动连通。
监测系统100包括与系统底板104耦合的多个接口板116。在示例性的实施例中，接口板116通过前部分112与系统底板104耦合。备选地，接口板116可在监测系统100内的任何相对合适位置处与系统底板104耦合。在示例性的实施例中，接口板116包括系统接口板118以及至少一个监测器接口板120。当两个监测器接口板120在图1中被示出，这仅仅是示例性的并且目的不在于以任何方式限制本发明。
系统接口板118用系统接口输入连接器122与系统底板104耦合。而且，在示例性的实施例中，监测器接口板120用监测器接口输入连接器124与系统底板104耦合。
监测系统100包括中间底板126，其与系统底板104电耦合。在示例性的实施例中，中间底板126通过接口板116与系统底板104耦合。更具体地，中间底板126直接与接口板116耦合，并且接口板116直接与系统底板104耦合。
在示例性的实施例中，中间底板126与电磁屏蔽的中间壳体132耦合。中间壳体132便于减少由中间底板126以及/或者在中间壳体132内任何合适部件所产生的电磁辐射逸出到外部环境中。中间壳体132包括前开口136以及后开口138。中间腔140被限定在中间壳体132内并且与前开口136和后开口流动连通。在一个实施例中，中间底板126临近后开口138耦合在中间腔140内，并且接口板116当与中间底板126耦合时至少部分地穿过后开口138延伸。备选地，中间底板126以及接口板116可在中间壳体132内以及/或者主壳体108内的任何合适的位置被安置，其使监测系统100能够如本文所述地起作用。
监测系统100包括至少两个换能器监测模块142，其处理来自换能器102的至少一个信号。如本文所使用的，术语“处理”涉及实施关于调节、滤波、缓冲、以及/或者改变信号的至少一个特性的操作。在示例性的实施例中，监测系统100包括任何数量的换能器监测模块142，其使系统100能够如本文所述地起作用。换能器监测模块142与中间底板126耦合并且至少部分地在中间壳体132内。同样地，在示例性的实施例中，来自换能器102的信号通过系统底板104、接口板116、以及中间底板126被传输给换能器监测模块142。而且，更完全如本文所述的，至少一个信号在不同的换能器监测模块142之间被传输。
监测系统100还包括至少一个系统监测模块144，其至少部分地在中间壳体132内与中间底板126耦合。在示例性的实施例中，系统监测模块144接收从换能器监测模块142以及/或者从监测系统100的其他部件所传输的数据以及/或者状态信号。系统监测模块144处理以及/或者分析该数据以及/或者状态信号并且将该信号传输至远程系统(未示出)，例如计算机系统，用于显示或者输出给用户。
在组装期间，系统底板104与壳体后部分110耦合。接口板116然后使用系统接口输入连接器122以及监测器接口输入连接器124与系统底板104耦合。中间底板126在中间壳体132内临近后开口138耦合，并且壳体132通过壳体前部分112插入以使中间底板126与接口板116耦合。更具体地，中间底板126与系统接口输出连接器128以及与监测器接口输出连接器130耦合。换能器监测模块142以及系统监测模块144通过壳体前开口136插入并且与中间底板126耦合。在一个实施例中，换能器监测模块142以及/或者系统监测模块144的至少一部分从壳体前开口136向外延伸进入环境。在备选的实施例中，监测系统100的任何部件可在任何位置被安置，其使得系统100能够如本文所述地运行。同样地，在示例性的实施例中，当监测系统100被完全组装，换能器监测模块142、系统监测模块144、系统底板104、中间底板126、中间壳体132、以及接口板116至少部分地在主壳体108内被安置。
图2是监测系统100的示例性的框图。如图2中所示，系统底板104包括多个总线200。在示例性的实施例中，总线200是直流(DC)以及/或者低速总线，即，总线被设计成传输以及接收DC以及/或者低速交流(AC)信号。如本文所使用的，术语“低速”指的是具有在约0赫兹(Hz)与约50赫兹(Hz)之间的频率的AC信号。
在示例性的实施例中，中间底板126包括多个总线201。在示例性的实施例中，总线201包括至少一个大致DC总线(未示出)，至少一个低速总线(未示出)，以及至少一个高速总线(未示出)。如本文所使用的，术语“高速”指的是具有在大于低速信号的频率的范围内的频率的AC信号。例如，在一个实施例中，高速信号具有约100KHz或者更高的频率。在示例性的实施例中，在中间底板126内的至少一个低速总线将低速信号传输至系统底板104，并且至少一个高速总线将高速信号传输至至少两个换能器监测模块142以及/或者到系统监测模块144。
在示例性的实施例中，监测系统100包括电力输入模块202，其与电源106耦合且接收来自电源106的电力。电力输入模块202将所接收的电力通过电力输入总线203(其与系统底板104、系统接口板118、以及中间底板126耦合以及/或者延伸通过系统底板104、系统接口板118、以及中间底板126)路由至与中间底板126耦合的电源模块204。电源模块204将所接收的电力路由至多个电力轨(或者电压水平)，其包括至少多个系统底板电力轨以及多个中间底板电力轨。电源模块204通过系统底板电力总线206(其与中间底板126以及系统接口板118耦合以及/或者延伸通过中间底板126以及系统接口板118)将系统底板电力轨路由至系统底板104。电源模块204将中间底板电力轨路由通过中间底板电力总线208(其延伸通过中间底板126)。在示例性的实施例中，多个系统底板电力轨包括+5伏特(V)、+7.5V、-7.5V、以及负的换能器电压水平。多个中间底板电力轨包括正的低基准电压水平、正高基准电压水平、以及负的换能器电压水平。备选地，系统底板电力轨以及/或者中间底板电力轨包括任何合适的电压水平。中间底板电力总线208提供电力给换能器监测模块142以及给系统监测模块144。
在示例性的实施例中，监测系统100包括一个或者多个信号输入模块210，其在换能器102(在图1中示出)与系统底板104之间耦合。系统底板电力总线206与信号输入模块210耦合且提供电力给信号输入模块210。而且，在示例性的实施例中，每个换能器102与单独的信号输入模块210耦合。并且每个信号输入模块210与单独的换能器监测模块142耦合。
系统底板104、系统接口板118、中间底板126、以及系统监测模块144包括系统接口总线212以及/或者与系统接口总线212耦合，系统接口总线212大致是低速的。系统接口总线212从电源106和系统监测模块144接收以及向电源106和系统监测模块144传输监测与控制信号。系统接口总线212包括，例如机器速度基准总线214(用于在传输速度基准信号中使用)、串行通信总线216(用于在传输串行数据以及/或者控制信号中使用)、重置控制总线218(用于在传输可被用于防止或者启用部件的重置的控制信号中使用)、网络总线220(用于在传输系统数据信号中使用)、以及/或者控制总线222(用于在传输中继状态以及/或者控制信号中使用)。备选地，系统接口总线212可包括任何数量的以及/或者任何类型的合适的低速总线。系统接口总线212路经系统接口输入连接器122以及系统接口输出连接器128(二者在图1中所示)。
系统底板104、监测器接口板120、中间底板126、以及换能器监测模块142还包括多个监测器接口总线224以及/或者与多个监测器接口总线224耦合，监测器接口总线224大致是低速的。监测器接口总线224从信号输入模块210和换能器监测模块142接收以及向信号输入模块210和换能器监测模块142传输监测与控制信号。每个监测器接口总线224包括，例如，中继控制总线226(用于在传输中继控制信号中使用)、换能器信号总线228(用于在传输代表机器的至少一个测量运行状况的换能器信号中使用)、以及/或者告警总线230(用于在启用告警以及/或者阻止告警被产生中使用)。备选地，每个监测器接口总线224可包括任何数量的以及/或者任何类型的合适的低速总线。而且，在示例性的实施例中，单独的监测器接口总线224被提供给与中间底板126耦合的每个换能器监测模块142以及/或者每个信号输入模块210(即，系统底板104、监测器接口板102、以及中间底板126对于每个信号输入模块210以及/或者换能器监测模块142各包括单独的中继控制总线226、换能器信号总线228、以及/或者告警总线230)。在一个实施例中，每个监测器接口板120从两个信号输入模块210路由监测器接口总线224至中间底板126。中间底板126路由两个监测器接口总线224至两个单独的换能器监测模块142。在示例性的实施例中，监测器接口总线224路经监测器接口输入连接器124以及监测器接口输出连接器130(二者在图1中所示出)。
中间底板126包括中间底板总线232，并且在中间底板总线232内的至少一个总线(未示出)是高速总线。中间底板总线232与每个换能器监测模块142以及与系统监测模块144耦合，使得每个换能器监测模块142和系统监测模块144可通过中间底板总线232从任何其他的换能器监测模块142以及/或者系统监测模块144传输以及/或者接收数据以及/或者控制信号。在一个实施例中，中间底板总线232包括，例如，状态总线234(用于在传输代表监测系统100的一个或者多个部件的状态的状态信号中使用)、控制总线235(用于在传输中继控制信号中使用)、高速并行监测器数据总线236(用于在传输代表换能器测量的数据信号中使用)、高速监测器网络总线238(用于传输代表所处理的换能器测量的状态以及/或者数据信号)、以及/或者配置总线240(用于传输配置数据)。备选地，中间底板总线232包括任何数量的以及/或者任何类型的合适的总线，其能使中间底板126以及/或者监测系统100如本文所述地起作用。
在示例性的实施例中，中间壳体132大致上防止由中间底板总线232产生的电磁辐射逸出到环境中。中间底板总线232便于提供可控阻抗给在中间底板总线232内传输以及接收的高速信号。例如，在示例性的实施例中，中间底板126使用多个板层构造，该多个板层被选择且被定向以便于控制在中间底板总线232内的高速信号的阻抗以及电磁辐射。同样地，中间底板126以及监测系统100便于提供被适当屏蔽的电系统使得高速信号在换能器监测模块142以及/或者系统监测模块144之间被传输以及被接收。
在运行期间，电源106通过电力输入总线203提供电力给供电模块204。电源106还通过系统接口总线212从以及向系统监测模块144接收以及传输一个或者多个控制以及/或者数据信号。电源模块204提供多个电力轨给中间底板126以及系统底板104。换能器102测量一个或者多个机器的一个或者多个运行状况，并且将换能器信号传输至信号输入模块210。信号输入模块210接收换能器信号并且将换能器信号传输至换能器监测模块142(通过监测器接口总线224、例如通过一个或者多个监测器接口总线224的换能器信号总线228)。换能器监测模块142处理以及/或者分析换能器信号，并且通过中间底板总线232将涉及换能器信号的数据传输至其他换能器监测模块142。换能器监测模块142还通过中间底板总线232将一个或者多个状态信号、告警信号、以及/或者其他合适的控制以及/或者数据信号传输至其他换能器监测模块142以及/或者至系统监测模块144。中间壳体132减少从中间底板总线232内的高速信号逸出至环境的电磁辐射的量。在一个实施例中，一个或者多个电磁干扰垫圈242在中间壳体132与接口板116之间被安置以将中间壳体132与接口板116隔离。同样地，中间底板126、接口板116、以及中间壳体132使系统底板104能够与高速换能器监测模块142一起使用。
现有的以及/或者传统监测系统可用监测系统100的一个或者多个部件升级以及/或者改型。更具体地，现有以及/或者传统监测系统可通过在系统底板与一个或者多个换能器监测模块之间耦合中间底板126、系统接口板、以及/或者一个或者多个监测器接口板120来改型。同样地，传统系统底板可被改型成使底板能够与较新的、高速换能器监测模块一起被使用。如本文所使用的，术语“传统”指的是不能以及/或者不合适用于传输以及/或者接收高速信号的部件以及/或者系统。
以上所述的实施例对监测系统提供了有效并且成本节约的中间底板。该中间底板以及接口板使高速换能器监测模块能够与传统系统底板(其本来不支持由高速换能器监测模块所要求的高速信号传输)耦合且与其一起使用。而且，该中间壳体以及中间底板便于减少以及/或者包含由一个或者多个高速信号(否则其可逸出到外部环境中)产生的电磁辐射。同样地，本文所述的监测系统部件便于延长传统系统底板的使用寿命。
监测系统的示例性的实施例以及用于监测系统的底板以上详细地被描述。该系统以及底板不限制于本文所述的具体实施例，相反，监测系统的部件以及或者底板可独立并且与本文所述的其他部件以及/或者步骤分开被利用。例如，底板还可结合其他监测系统以及方法被使用，并且不限制于与仅本文所述的监测系统一起实践。而且，示例性的实施例能结合许多其他电力系统应用被实现以及被使用。
尽管本发明的各个实施例的具体特征可在某些附图而不是其他中被示出，这仅是为方便起见。根据本发明的原理，附图的任何特征可结合任何其他附图的任何特征被参照以及或者/被要求保护。
该书面描述使用示例公开本发明(其中包括最佳模式)，并且还能使本领域的任何技术人员实践本发明，包括制作和使用任何装置或者系统，以及实施任何包含的方法。本发明的专利范围由权利要求所限定，且可包括本领域技术人员想到的其他示例。这些其他的示例如果具有与该权利要求的字面语言无不同的结构单元，或者它们包括了与该权利要求的字面语言无实质区别的等同结构单元则被规定为在该权利要求的范围内。
部件列表
  100   监测系统   102   换能器
  104   系统底板   104   系统底板
  106   电源   108   主壳体
  110   后部分   112   前部分
  114   主腔   116   接口板
  118   系统接口板   120   监测器接口板
  122   系统接口输入连接器   124   监测器接口输入连接器
  126   中间底板   128   系统接口输出连接器
  130   监测器接口输出连接器   132   中间壳体
  136   壳体前开口   138   后开口
  140   中间腔   142   换能器监测模块
  144   系统监测模块   200   多个总线
  201   多个总线   202   电力输入模块
  203   电力输入总线   204   电源模块
  206   系统底板电力总线   208   中间底板电力总线
  212   系统接口总线   210   信号输入模块
  216   串行通信总线   214   机器速度基准总线
  220   网络总线   218   重置控制总线
 224   监测器接口总线  222   控制总线
 226   中继控制总线  226   单独中继控制总线
 230   告警总线  228   换能器信号总线
 234   状态总线  232   中间底板总线
 236   并行监测器数据总线  235   控制总线
 240   配置总线  238   速度监测器网络总线
 242   电磁干扰垫圈

Claims (10)

1.第一底板(104)，用于与第二底板(126)、系统监测模块(144)、以及至少一个换能器监测模块(142)电耦合，所述第一底板包括：
系统接口总线(212)，其配置成与所述系统监测模块和所述第二底板(126)耦合；
至少一个监测器接口总线(224)，其配置成与所述至少一个换能器监测模块和所述第二底板耦合；以及
中间底板总线(232)，其配置成与所述至少一个换能器监测模块和所述系统监测模块耦合。
2.如权利要求1所述的第一底板(104)，进一步包括电力输入总线(203)，其配置成与耦合至所述第一底板的电源模块(204)耦合。
3.如权利要求1所述的第一底板(104)，进一步包括系统底板电力总线(206)，其配置成与所述第二底板(126)耦合。
4.如权利要求1所述的第一底板(104)，进一步包括中间底板电力总线(206)，其配置成与所述第一底板耦合。
5.如权利要求1所述的第一底板(104)，其中所述至少一个换能器监测模块(142)包括至少两个换能器监测模块，以及其中所述至少一个监测器接口总线(224)包括至少两个监测器接口总线，其配置成与至少两个换能器监测模块和所述第二底板(126)耦合。
6.如权利要求5所述的第一底板(104)，其中所述中间底板总线(226)进一步配置成与所述系统监测模块(144)和所述至少两个换能器监测模块(142)耦合。
7.一种监测系统(100)，其包括：
至少一个换能器(102)，其配置成监测至少一个机器的运行状况；
第一底板(104)，其配置成与所述至少一个换能器耦合；
第二底板(126)，其配置成与所述第一底板耦合；以及
至少一个换能器监测模块(142)，其配置成与所述第二底板耦合，所述至少一个换能器监测模块进一步配置成处理从所述至少一个换能器接收的至少一个信号。
8.如权利要求7所述的监测系统(100)，进一步包括系统监测模块(144)，其配置成与所述第二底板(126)耦合。
9.如权利要求8所述的监测系统(100)，其中所述第二底板(126)进一步包括系统接口总线(212)，其配置成与所述系统监测模块和所述第一底板耦合。
10.如权利要求7所述的监测系统(100)，进一步包括壳体(108)，其中所述第一底板(104)至少部分地安置在所述壳体内。
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