CN102844605B - 超声可控的润滑剂分配工具 - Google Patents

Abstract

一种用于润滑一装置的运动部件的润滑剂分配设备，包括润滑剂油箱、润滑剂分配器、超声波探测模块及控制模块，该超声波探测模块用于探测所述装置发射的超声波能量的幅度；该控制模块分析从超声波探测模块发射的对应一润滑剂信号的超声波信号的幅度，并使得所述润滑剂分配器自动给该装置的运动部件施加润滑剂，直到来自于该超声波探测模块的信号显示所述装置产生的超声波能量已经降低至一特定的水平。该控制模块包括可编程处理器及存储器。当该装置运行正常时，该存储器存储超声波能量的所探测幅度的值作为一个基值，并比较该超声波探测模块的信号与该基值，当所述信号大幅度降低时，所述润滑剂分配器停止给该装置的运动部件施加润滑剂。

Description

超声可控的润滑剂分配工具

技术领域

本发明涉及一个可控的润滑剂分配工具，用于给一个装置或机器的轴承、齿轮或传动装置添加润滑油，更具体的是，涉及一种整合有便携式超声波探测器的便携式润滑剂分配工具，当电机轴承、齿轮或传动装置敷上润滑剂时，该便携式超声波探测器探测该电机轴承、齿轮或传动装置的状态。

背景技术

正如专利号为Re.33,977(专利权人为古德曼等人)的美国专利所公开的，超声波传感器已经被用来探测在机械装置中由于摩擦产生的超声波能量，例如，由损坏的轴承产生的超声波能量，其内容整体已通过引用在此并入本文中。摩擦的量越大，则所生成的超声波能量的强度就越大。给该装置施加润滑剂可减少摩擦量，因而所产生的超声波强度也随之下降。因此，通过测量超声波能量提供了一种判断润滑何时起作用影响到摩擦发生表面。此外，发生故障的装置，如轴承，可产生比正常的轴承更多的超声波能量，因此，此种情况也可以被检测到。

在过去，决定何时给轴承添加润滑剂，取决于距上一次添加润滑剂已经过去的时间量及所添加润滑剂的具体量。此信息通常会作为制造商的指导性建议。然而，轴承故障的一个重要原因是不恰当的润滑作用，而不仅仅是一次添加润滑剂的失败。尤其是，过度润滑也可以导致这样的问题。本技术领域已悉知的是，通过使用整合有一润滑剂添加工具与一个超声波探测器的装置，可帮助控制给轴承添加相应的润滑剂。这样的装置已经被公开记载于专利号为US6,122,966和US 6,339,961(专利权人为古德曼等人)的美国专利中，其内容整体已通过引用在此并入本文中。

如古德曼的公开号为US2006/0209632-A的美国专利申请，其内容整体已通过引用在此并入本文中，使用于大型设备中的马达和电气柜中的电气放电可被放置于相距甚远的位置。

由于故障的轴承而产生的声能在可听范围和超声频率范围是可检测到的，一般在40千赫兹范围内，所以在嘈杂的可听的工业环境中，发声成份是难以用肉眼检测到的。超声波成份是很容易被探测和定位的。因此，工具通常用于外差或解调已探测的信号，并将其转换在音频范围内，并且不同的方案都可用来这样做。

当使用超声波能量来探测泄漏、不断磨损的轴承、电弧或其他故障，则使用一个便携式超声波传感器在视觉和听觉上指示超声波能量的存在及其强度是有用的。专利号为US Re.33,977的美国专利(专利权人为古德曼等人)记载公开了一个超声波传感器，该超声波传感器通过一个输出仪表按照线性或对数的模式来显示被探测信号的强度，还可通过耳机输出音频信号。专利号为US4,987,769的美国专利(专利权人为皮考克等)记载了一种超声波探测器，该超声波探测器可在十个阶段对数LED显示器上显示所探测到的超声波信号的振幅。然而，皮考克所公开的探测器并未处理所探测信号以产生一个音频响应，也未在最初的前置放大级之后进行信号衰减。

由纽约市埃尔姆斯福德的U.E.系统公司制造的型号为UE 10,000的一种便携式装置，在过去一直被用于探测超声波能量。专利权人为古德曼等人、专利号为US 6,707,762，US 6,804,992和US 6,996,030的美国专利涉及到这个便携式装置，这些专利内容整体已通过引用在此并入本文中。该型号为UP 10,000的便携式装置探测来自磨损的轴承的超声波信息，并将该超声波信号解调或外差化为音频范围。然后操作者通过耳机可听到这些音频信号，并以此作为一种检测故障的方法。为了能更精确地确定轴承的工作状态，这些外差的音频信号可被保存、并稍后下载至一外部频谱分析仪中以进行相应的分析处理。

经过长时间使用该探测设备之后，操作者常常习惯于使用耳朵听到的信息来判断电机轴承的情况，而不是以超声波装置的显示器上的振幅读数作为判断标准。然而，对于人耳而言，是非常难以辨别代表刚刚开始磨损轴承的输入音频与代表已经严重磨损轴承的输入音频。使用人耳来预测故障的方式是非常不可靠的，通过将外差信号传递至一外部频谱分析仪的方式，这种缺点可被克服。然而困难的是，具有待测轴承的电机分散的距离过大。因此，等所有的电机都被调查检测时，这个便携式探测器可能已返回到一维修设施，且所存储的外差音频信号被下载到一频谱分析仪中，则边远的轴承可能失效了。完全故障的轴承可使一电机在一段时间内不能正常工作。在某些情况下，即使是在一小段时间内，一个电机停止运行是非常不利的，例如，一个冷却泵。

除了超声波探测装置之外，型号为UP 15000的便携式装置还包括一摄像头，该摄像头可摄录待测机器的图像，这有助于定位和识别具有轴承问题的一特定电动机。

如果整合一便携式超声波探测器的润滑剂分配工具具有机载能力，这将有利于对所接收的信号执行频谱分析。如此，这样将会消除读取即将发生的轴承故障和确认该即将发生的轴承故障之间的时间延迟，并提供足够多的润滑剂以防止所述的故障发生。

发明内容

本发明涉及改进的装置和方法，在一个实施例中，通过利用整合有机载频谱分析的便携式手持型超声波探测器，以协助一润滑剂分配工具进行控制，该润滑剂分配工具用于给一机器的轴承施加润滑剂和探测损坏的轴承、齿轮箱和机械传动装置，其中，所述机器处于相隔甚远的位置。

现有技术中的便携式超声波探测器配备有模拟探测电路，用于探测由损坏的轴承和放电电气元件产生的超声波信号。这些超声波信号被放大和解调或外差处理至音频范围，在此范围内，操作者可通过电缆连接到便携式单元的耳机接听到该音频信号。

在本发明的一个实施例中，该润滑剂添加工具可以结合一超声波探测器，从而控制施加到可供使用的轴承、齿轮箱和机械传动装置的润滑剂的量。该探测器可以为一个单机单元或整合有所述润滑剂添加工具。在这种配置下，该超声波探测器具有机载能力，可用于测量确定一个轴承所需的润滑剂。该超声波探测器将包括一润滑剂流量监控器，其用于测量和控制正在分配的润滑剂(脂)的量。在任何时候所分配的润滑剂的量的数据都将被存储在所述超声波装置的板上。每一轴承所用润滑剂的类型的信息与所有润滑剂的量的信息被一起存储。

所述润滑剂添加工具包含有来自于主数据库的历史信息，该历史信息包括基准读数、机器的照片、所需的润滑剂类型和润滑剂的推荐量。该数据库将识别具有损坏可疑轴承的机器的位置，以确保操作者处于正确的位置。这可以是一个字母数字地址或照片。

该润滑剂添加工具还能够在给轴承添加润滑剂时接听到所添加的润滑剂状况，从而保证适量的润滑剂被添加了。尤其是，给轴承施加润滑剂可以减小摩擦力，这样反过来可以减小超声波信号的幅度。

根据本发明的一个实施例，一个数字频谱分析仪装设于所述润滑剂添加工具的线路板上。该频谱分析仪对已解调或外差的音频信号执行快速傅里叶变换。因此，操作者不但可以接听到来自超声波信号的音频信号和观察声级，还可以在便携式装置的屏幕上观察到信号的频谱。这可以使操作者能够对轴承的状态实时地作出准确的判断，而不必仅仅依赖于其听力。

在本发明的另一个实施例中，一蓝牙电路将音频信号转换为可短距离传输的无线信号，这些无线信号可由操作者佩戴的无线耳机接收到。这样便无需将耳机通过电缆连接到便携式单元。

此外，在本发明的一个实施例中，所述蓝牙电路可结合一声音应答装置，该耳机可以包括一个麦克风。因此，在检测过程中，操作者可以发出口头意见，该口头意见从麦克风经由蓝牙连接传输至所述手持式单元的一个数据记录器中。根据该操作者的意见，该数据记录器可记录由磨损的轴承的外差音频信号。这些口头意见可能包括外差音频的操作者的印象、设备运行环境(如大雨)的信息或一些补救故障状况的建议。

在另一个实施例中，所述便携式装置可具有一Wi-Fi电路，以便于该便携式装置可以实现更广范围的信号传输。这可用于转播该操作者的意见给一本地维护站。在这种情况下，这种意见可能是一个对维修队伍所提出的立即更换故障设备的请求。

本发明的进一步改进之处是，利用蓝牙和Wi-Fi连接将所记录的数据发送至一个基站或计算机网络。此外，蓝牙和Wi-Fi连接可用于连接任何无线配置的数据监控设备，并与该数据监控设备交换数据。

本发明的进一步改进之处在于可在便携式探测器或超声波探测器上电子存储先前的外差音频信号和/或频谱。其结果是，在测试电机或电器柜的位置处，因为所述声音和/或频谱与便携式设备上当前的声音和/或频谱进行一次或多次实时比较，所以可对故障情况进行更精确地诊断。通过使用蓝牙和Wi-Fi连接，即可对使用这种方式而探测到的即将发生的故障进行集中维护操作。

在现有的系统中，本发明提供一相机，该相机可为待测试的设备拍照，与以往不同的是，这张照片可以作为待测试设备的一部分文件存储在便携式超声波探测器。该文件可包括有声级读数、该音频信号的频谱、操作者测试时的意见和设备的图像。该文件还可以包含以前的读数和频谱。另外，这个图像作为一个覆盖图可包含有当前读数。这种可精确识别的测试结果可帮助公司减轻设备维护的责任。尤其是，如果在最后的测试时该装置能正常地运行，则测试后维修公司对于故障的责任可以被减少。

照片也可以帮助施加润滑剂和故障检测。通过将当前的图像与先前的图像进行比较，可以记录指出待测设备的变化。如果一个图像作为半透明的覆盖图而形成在另一个图像上面，则二者之间的差异更容易确定。

为了提高所述相机拍摄照片的质量，该相机可与一LED闪光灯设置在一起。此外，该探测器可设置一激光指示器，从而使该相机能精确瞄准拍摄目标。该激光指示器作为距离测量装置的一部分，其可在不同的场合相同距离条件下拍摄照片，而且不会有太大的困难。

典型地，当对一个大型设备进行测试时，操作者被引导根据一特定的路径进行测试。由于图像存储于便携式超声波探测器内，路径引导可以为可视化的，也就是说，操作者的路径可以通过一系列的照片来设置，其中，操作者根据该照片选择下一个测试点。

图像和频谱可以显示在所述便携式超声波探测器上的LCD屏幕上。该LCD屏幕可为一触摸屏，所以该LCD屏幕可以按照图形用户界面的形式提供对系统进行控制。因此，由于触摸屏的使用可以防止细的污物颗粒破坏所述对操作该系统的控制，所以该设备可用于多尘的环境。

另外，除了该便携式超声波探测器上的显示屏幕，这些图像可以通过无线连接被传送至一个移动设备，如I-Phone或黑莓。因此，该图像可供远程移动设备使用的。这种设备可由监管者随身携带的，所以如果操作者对其中的图像有疑问时，该图像可以被发送到监管者以实时分析该机器的状态。

外差超声波、图像和频谱可以存储至可移动介质卡内，如SD卡或其他可移动介质类型卡。这允许将信息容易地上传到中央计算机或下载到便携式手持型超声波探测器。

本发明的另一个实施例包括红外温度传感器。经常发生故障的轴承或放电电气元件具有比正常运行的设备更高的温度。因此，温度可以被记录，以协助故障预测。该温度测量类似于其他测量，其可存储于待测器件的文件中，并可与先前的测量进行比较以作为一种故障诊断方式。该红外温度传感器可以为一个点温计或红外图像传感器。

本发明其他的特征、优点和实施例可以通过以下的详细描述、附图和权利要求书进行陈述说明和呈现出来。应该理解的是，本发明前述的摘要和下面的详细描述是示例性的，并且旨在不限制本发明所保护范围的情况下提供进一步的解释说明。

附图说明

结合参考如下的附图，本发明的前述部分和以下的说明部分将会被更好地理解，其中：

图1是本发明实施例的便携式润滑剂工具和集成的超声波探测器；

图2是本发明实施例的便携式手持型超声波探测器侧视图，但是其与润滑剂工具断开；

图3是本发明实施例的便携式手持型超声波探测器的放大前视图，但是其与润滑工具断开。

图4是本发明实施例的便携式手持型超声波探测器的放大后视图，但是其与润滑工具断开；

图5是本发明实施例的超声波探测器的电路方框图；及

图6是图5中所示的超声波探测器的模拟前端电路的方框图；

图7是图6中所示的蓝牙电路的方框图。

具体实施方式

现在参考附图，其中，类似的引用标号在几个视图中相应的部分标出。在图1中，超声波探测器206连接至润滑剂添加工具200(如油脂枪)，该润滑剂添加工具200具有一连接管202及一润滑剂嘴接合器204。该超声波电路位于壳体208内，该壳体208通过例如维可牢扎带212安装于所述油脂枪200主体上。可替换地，所述壳体208可通过夹子夹住、金属线系，或其他合适的方式，如焊接和粘合连接，装设于所述油脂枪200上。

超声波传感器包含在所述外壳210内，并通过电线209连接至所述超声波电路。所述外壳210沿着所述连接管202装设于上述润滑剂添加工具200上，且靠近所述润滑剂嘴接合器204。然而，所述传感器可以通过其他机构安装在所述润滑剂添加工具200上，从而将其放置于与所述润滑剂嘴接合器204或连接管202可声学接触的位置处。该传感器还可以使用包括带子或磁夹等方式安装在所述油脂枪上。另外，连接管202或润滑剂嘴接合器204可以与装置进行特别地构制，以便于安全地接纳一个适当形状的外壳210。

当机械装置在使用中，该机械装置的内部摩擦会生成超声波。当润滑剂被施加到摩擦或超声波生成表面，则所生成的超声波的强度减小。将一超声波探测器耦合至一润滑剂添加工具，如一油脂枪，可允许使用者将润滑剂施加至一机械装置，同时使用者也可以检测该机械装置生成的超声波能量的强度。这样可使得使用者观察到所检测到的超声波能量何时下降到其最低水平，并且可观察到何时给机械装置施加了足够的润滑剂。

所述油脂枪200可用于给可供使用的轴承220添加润滑剂。因为该轴承220是可供使用的，所以往往无法知道何时适量的润滑剂已达到产生摩擦的区域，如滚道和球轴承。过多的润滑剂会增加轴承的内部压力，并造成损坏或可以“吹开”密封件，从而使得污染物进入该轴承内。然而，太少的润滑剂可能会由于过度的摩擦而导致轴承过热，并使轴承被卡住。当给其他可用的机械装置如齿轮箱或传动装置添加润滑剂时，类似的问题也会发生。

在使用时，润滑剂嘴接合器204连接到轴承220的润滑剂嘴214上，此时，该润滑剂嘴接合器204作为一个导波管，用于将可供使用的轴承220产生的超声波发送至所述传感器外壳210内的传感器中。通过给所述润滑剂添加工具200施加一启动信号，则润滑剂开始流动。该启动信号可由所述工具上的一使用者操作触发器产生。当润滑剂被施加至轴承中时，则该轴承220所产生的超声波的等级被形象地显示在LCD显示器120上，并且连接到耳机插孔28(参看图4)或通过蓝牙电路无线连接的耳机(图未示)接听到。

将润滑剂装进所述轴承220中，直到所检测到的超声波等级明显降低，则说明该轴承已被施加了足够的润滑剂。因为该探测器可以精确地检测超声波信号在幅度上的差异，所以使用者能够防止所述轴承被过度施加润滑剂，并防止由此而导致的爆裂密封件。然而，通过使用一控制器，例如一微处理器，可以实现更精确地控制，该控制器分析所获得的信息并以此产生一停止信号，该停止信号施加至所述润滑剂添加工具200，从而使得该润滑剂添加工具停止分配润滑剂。该油脂枪/超声波探测器被设计用于获取和存储来自于主数据库的历史信息，该历史信息包括基准分贝读数、外差音频文件、所需的润滑剂类型、润滑剂的推荐量、以往的润滑剂分配量和轴承的建议润滑周期。该数据还包含如图画、照片或字母数字文本等信息，其显示了机器上正确的润滑点。该信息可以被显示在LCD屏幕120上或一提供给操作员诸如智能电话或便携式电脑的远程显示器上。所有的这些信息可手动地或通过控制单元与装置形成的实时显示进行比较。一旦该信息被下载并存储在该装置中，则可以避免在未来继续下载，以节省时间。

虽然图1中所示的润滑剂添加工具200好像是一个单一的分配，但是它代表一个、两个或更多的应用于不同润滑剂的容器。因此，如果两个特定的轴承需要两种不同的润滑剂，他们可以被容置于本发明的润滑剂添加工具内。每个轴承所需润滑剂类型的相关信息可以存储在该单元或从一个远程数据库中下载。

超声波装置的控制单元还可用于更新一个数据库，该数据库具有从所述润滑剂分配器获取的信息，如，可用以分配的润滑剂的量、已分配的润滑剂的量和/或分配动作的位置和时间。这些信息可以无线发送到一远程设备，诸如智能电话(黑莓手机或I-Phone)或便携式计算机。

可以想象到的是，先前存储的有关物理环境的数据可被超声波手持型装置的控制单元利用。该装置将能够提供结构和历史信息，并能够测量环境信息。本发明的另一个实施例包括红外温度传感器41(参看图3)。经常发生故障的轴承或电弧变压器具有比正常运行的设备更高的温度。因此，在所述处理器或控制单元的控制下，温度可以被记录，以协助故障预测。该温度测量类似于其他测量，可存储于所述待测器件的文件中，并可手动地或通过控制单元与先前的测量进行比较，而作为一种故障诊断方式。

图2是本发明实施例的润滑剂添加工具的便携式手持型超声波探测器10的侧视图。该超声波探测器10包括一手柄12及一装设于该手柄12上端的主体14。如果图1中所示的组合工具的手柄设置在该润滑剂添加工具上，则该超声波探测器10上的手柄12可以除去。该主体14用于容纳所述超声波探测器10的电路。所述主体14的前部开设一壳体16，该壳体16用于容纳一个或多个超声波探测器传感器。如上面所讨论的，作为一种替代，传感器可位于所述外壳210内，并通过电线209连接至壳体16。该主体14的后部具有一扩大部18，该扩大部18装设有一触摸屏显示器20(参看图4)。此外，所述扩大部18开设有一插槽，该插槽可容置SD(secure digital，安全数字)存储卡22(参看图2)。该SD存储卡22被用来存储当前和历史数据的音频信号和光谱。

所述壳体16的前部包含有红外线传感器19，该红外线传感器19用于测量电机和/或轴承的温度。

图5示出了所述主体14中用于控制探测器的电路方框图。实际上，一模拟前端电路30、一前端CPU电路40、一蓝牙电路50和一主控制单元，即，CPU电路60堆叠在一起，并且使用总线连接在一起，该总线可携带原始信号，如音频信号WAV(waveform audio format)。

所述传感器接收来自于所述轴承的超声波信号，并将该超声波信号馈送至所述模拟前端电路。该模拟前端电路30缓冲、放大该超声波信号，并由该外差电路将该放大后的超声波信号转换为外差音频信号WAV。所述前端CPU 40可作为一个子处理器进行工作，其载有来自所述主CPU 60的具体指令(例如，所述主CPU解释触摸选择，并产生电压以设置灵敏度和频率以响应操作者在触摸屏上的触摸选择)，并还可传递所述WAV信号到所述蓝牙电路50。所述前端CPU40还从红外温度传感器41接收传感器信号，如，电池寿命信号和温度信号，并将该传感器信号发送至主CPU 60进行分析处理。所述蓝牙电路50提供该WAV信号并传输到无线耳机51，还将所述WAV信号传递到主CPU 60。另外，所述蓝牙电路提供了一无线USB端口52，该无线USB端口52用于大范围的WAV信号通信。所述主CPU 60控制该探测器的所有的功能，其通过对一部分WAV信号执行快速傅里叶变换，将该WAV信号转换为一频谱。该主CPU 60的输出信息显示在所述触摸屏显示器20上。此外，该主CPU 60控制所述激光指示器24(参看图2)，将数据存储至所述SD存储器22内，或从该SD存储器22内获取数据。所述主CPU 60控制所述相机26和闪光灯27(参看图3)，从该相机26接收图像，并将图像显示在所述触摸屏显示器20和存储在所述SD存储器22内。该主CPU 60还可控制一Wi-Fi模块25。最终，一旦操作者开始添加润滑剂给轴承，所述主CPU 60可以自动判断何时停止添加润滑剂，以防止给所述轴承过度添加润滑剂。

图6示出了本发明实施例的便携式手持型超声波探测器的模拟前端电路，该模拟前端电路与U.E.系统公司的专利号为US 6,707,762的美国专利中所记载的UP 10,000型探测器的模拟前端电路相似。所述传感器15连接于电路输入端100。来自于该传感器15的超声波信号在放大器102中进行缓冲，并通过电压控制放大器104进行放大处理。该电压控制放大器104的设置由操作者通过触摸屏进行控制，并生成触控信号。该触控信号由所述主CPU 60转换为数字信号，且其输出可设置该放大器的增益。

如在UP 10,000型探测器中，所述超声波信号分别馈入第一外差电路106和第二外差电路108，该第一外差电路和第二外差电路将超声波频率信号转换为音频信号。该第一外差电路106的音频输出被施加至分贝(dB)转换器电路110，该分贝转换器电路110生成一个在分贝上相当于音频信号振幅的直流信号。这适用于所述主CPU，并将这些信息显示在所述屏幕20上。

所述第二外差电路108产生WAV信号，该WAV信号被用于所述主CPU，以驱动耳机，并用于采样和频谱分析。

图5示出了主CPU 60从蓝牙线路板50接收WAV信号。该主CPU 60还连接到显示器20、一实时时钟65及SD卡22中的两个SD卡槽。其中一个SD卡槽可容纳一高密度SD卡，该高密度SD卡提供有系统内存，所述WAV文件可与照片图像和频谱信号一起存储在该系统内存中。所述主CPU控制所述便携式手持型超声波探测器的所有功能。此外，该主CPU可对所述WAV信号作出复杂的分析。例如，该主CPU可对所述WAV信号执行快速傅里叶变换，并可在屏幕上显示所处理结果。

在操作中，该便携式手持润滑剂添加工具和集成的超声波检测器可由一操作者随着携带对一大型设备进行检测作业，以便于确保发射超声波能量的电机的轴承、齿轮箱、机械传动装置和类似的设备是正确操作使用的，且不太可能在不久的将来发生故障。通常情况下，操作者将遵循关于该设备的设定路径。当探测器在设备产生超声波信号而接通启动时，则该设备中的传感器探测到这些信号。所述模拟前端30放大该超声波信号，并解调或外差该超声波信号被产生外差效果以下降到音频范围，则操作者可通过电缆连接到便携式单元的耳机以接听该音频信号。在本发明的一个实施例中，所述蓝牙电路50将音频信号(WAV)转换为可短距离传输的无线信号，这些无线信号可由操作者佩戴的无线耳机接收到。这样便无需将耳机通过电缆连接到便携式单元。

在手持式装置的一种操作模式中，如图1所示，润滑剂分配装置包括一润滑剂油箱201及一润滑剂分配器203，该润滑剂分配器203用于分配所述润滑剂油箱201中的润滑剂。该润滑剂分配器203可以是电机驱动的，以便于操作者在无需使用机械力的情况下即可分配润滑剂。当密封的轴承、齿轮和传动装置的部件正在运动，并产生一个与此有关的信号，则该超声波探测模块206探测密封的轴承、齿轮和传动装置发射的超声波能量的幅度。该超声波探测模块206中具有一控制模块，该控制模块包括用于分析来自于超声波探测电路信号的幅度的CPU或微处理器60(参看图5)。当操作者通过操作一触发器而激发一信号给所述装置施加润滑剂时，则该处理器使所述润滑剂分配器203自动地分配润滑剂给该装置的运动部件。当该装置被分配有足够的润滑剂时，该处理器可使所述润滑剂分配器203停止施加润滑剂。

另外，所述超声波探测模块206内具有一存储器单元22，该存储器单元22由所述处理器控制使用。该存储器单元22内存储有一基值，即，当装置正常运行时，超声波能量的所探测的幅度值。在接收到给设备供给润滑剂并使润滑剂分配器203开始给设备供给润滑剂的信号之后，当设备的部件正在运动时，该处理器60将该基值与来自于超声波探测模块的信号进行比较。基于该比较，当来自超声波探测模块的信号显著减弱时，所述处理器使润滑剂分配器停止给设备添加润滑剂。如果信号显著下降，则说明该设备已经足够润滑，即可停止添加润滑剂。此外，在现有技术中，当信号已经著下降时，操作者不得不看其显示器上所显示的信号，并以此作出相应的判断。然后，该操作者必须手动地关闭所述润滑剂分配器。这样的操作可能会导致错误，并可能会由于过度润滑或缺乏润滑而相应地损坏轴承。通过将这个过程自动化，可以实现更精确地结果。

一种情况是，在到达基值之前，所述信号已停止下降，则说明所述轴承已经严重磨损，而且简单的润滑作用将不会解决该问题。如果没有本发明的自动检测技术，危险的是，操作者可能继续给轴承添加润滑剂，如此可能对机器造成额外的损害，并且肯定浪费润滑剂。

在适当的润滑之后所述信号在一段时间内增加，超声波等级可以是所述轴承损坏的阶段性指示。如在专利号为US 6,122,966的美国专利中所记载的，对于基值为8分贝(dB)的读数可能象征着轴承故障的一个前阶段，一个16分贝读数可能预示着轴承故障的开始阶段，而35-50分贝的读数可能表明轴承损坏严重，处于故障的灾难性阶段，该轴承需要立即更换，以避免出现非常危险的状况。根据本发明，这些超声波等级可被存储于所述存储器单元22和处理器内，通过作出上述比较，可将信息引导至所述显示器并进行显示，以表示故障状况。

该装置还整合有一润滑剂流量监控器及一润滑剂油箱监控器，该润滑剂流量监控器生成一流量信号，该润滑剂油箱监控器生成一填充信号以指示该油箱中剩余润滑剂的水平。在此情况下，所述处理器基于所述填充信号可提供指示该油箱中剩余的润滑剂量的信号给所述显示器，并可基于所述流量信号而提供指示润滑剂流量的信号给所述显示器。除了将该信息发送至所述显示器，所述处理器还可以发送该信息到数据传输装置，例如，蓝牙电路和Wi-Fi电路，以便于将该信息提供给远程地点。在这样的情况下，监管者可以监控润滑剂的使用状况，并可以派送一个满的储油罐给现场的工人。

在本发明的一个实施例中，所述蓝牙电路可结合一声音应答装置，该耳机可以包括一个麦克风。因此，在检测过程中，操作者可以发出口头意见，该口头意见从麦克风经由蓝牙连接传输至所述手持式单元10的一个数据记录器中。根据该操作者的意见，该数据记录器可记录由磨损的轴承的外差音频信号。这些口头意见可能包括外差音频的操作者的印象、设备运行环境(如大雨)的信息或一些补救故障状况的建议。

可移动存储卡如SD存储卡22用于在便携式探测器上存储先前的音频信号和/或频谱，这样允许将信息轻松地上传至中央计算机或下载信息到便携式手持型超声波探测器。根据所述SD存储卡22的存储容量，在测试所述电机或电器柜的位置处，因为所述外差音频和/或频谱可与便携式设备上当前的声音和/或频谱进行一个或多个实时比较，所以可对故障情况进行更精确地诊断。通过使用蓝牙和Wi-Fi连接，即可对使用这种方式而探测到的即将发生的故障进行集中维护操作处理。

因此，本发明的所述装置可以测量分配给每一个轴承的润滑剂的量和类型。然后，它可将此信息存储在工具或远程数据库或两者中的数据库中。历史数据库中的平均数据值可用于控制一特定测量的、一定类型的润滑剂的流量分配。该存储的数据可用于帮助减少或消除操作者给轴承过度润滑。

所述相机26可为待测试的设备拍照，与以往不同的是，这张照片可以作为待测试设备的一部分文件存储在便携式超声波探测器。该文件可包括声级读数、该音频信号的频谱、操作者测试时的意见和当前设备的图像。该文件还可以包含以前的读数和频谱。这个图像作为一个覆盖图可包含有当前读数。

为了提高所述相机26拍摄照片的质量，该相机26可与一LED闪光灯27设置在一起。此外，该探测器可设置一激光指示器24，从而使该相机能精确瞄准拍摄目标(图3)。另外，该激光指示器24可作为距离测量装置的一部分，其可在不同的场合相同的距离条件下拍摄照片，而不会有太大的困难。

所述相机26拍摄的照片也可以帮助故障检测。通过将当前的图像与先前的图像进行比较，待测设备的变化可以被记录。如果一个图像作为半透明的覆盖图而形成在另一个图像上面，则二者之间的差异更容易确定。向用户提供的图像需要顾及到关于机器原始状态的所拍摄的基准图像。可以想象到的是，这些图像可以组成为一个复合覆盖图，以便随着时间的推移，该待分析的机器产生可视化时间缩放的变化。这就提供了可视化的信息，这些信息显示了随着时间的推移而演示了机器和诊断测试的趋势状况。

所述便携式超声波探测器上的LCD屏幕20可提供图像的视图和频谱。该LCD屏幕可为一触摸屏，所以该LCD屏幕可以按照图形用户界面的形式提供对系统进行控制。因此，由于触摸屏的使用可以防止细的污物颗粒破坏所述对操作该系统的控制，所以该设备可用于多尘的环境。Wi-Fi和蓝牙功能也使为本发明具有连接任何无线装备的单机信息记录装置的功能。通过参考非限制性示例，本发明可以共享数据或控制一个光学或选通脉冲转速计、红外摄像机、振动分析仪或任何其他用于环境感测的装置的功能。因此，由诊断工具在维护操作之前或维护操作期间所收集的数据可以被存储或通过网络通信从任何网络访问装置进行访问。所以，来自于这些不同外部信息源的信息可以在探测器中被合并为一个单一信息源。

可以想象的是，本发明的使用者可以经由网络访问一个具有数据库的存储设备，通过访问该存储设备，使用者可以传输连续的数据至网络以便于远程分析或存储。可以进步一想象的是，数据库具有可选择的数据入口，使用者可访问这些数据入口以上载或调取本发明获取的数据。

本发明的另一个特征是具有通过一自适应网络将本地数据传输给PDAs(personal digital assistants，个人数字助理)、智能手机、笔记本电脑、平板电脑或其他数据显示和处理平台的能力。还可以想象到的是，本发明所生成的数据可以通过移动平台被访问或远程观测。

可以想象到的是，已获取的和已传递至一本地或远程存储设备的数据可以是，但其并不限制于本公开，外差音频数据、温度数据、光谱数据、可视化信息、视频数据、定向和振动数据或任何在物理条件和现象下用于获取数据的机制。通过参考非限制性示例，无论是本地或网络的数据可以提供给手持式装置，并用于连续地调整用户反馈系统的设备，该用户反馈系统的设备具有可变参数，如变化的温度梯度、可变速度等。例如，一个警报信号的节奏或韵律是可以控制的，以便于分析一个对应的设备内多变的状态。

虽然本发明的特定实施例已经结合附图进行了详细的描述，但是应当理解的是，本发明并不限定于那些特定的实施例，各种变化和修改可以由本领域的技术人员在其中不脱离本发明所附的权利要求的范围或精神的情况下而实现。

Claims (21)

1.一种手持式润滑剂分配设备，用于润滑具有运动部件的机器，该手持式润滑剂分配设备包括：

一润滑剂分配装置，根据收到的一启动信号开始分配润滑剂，并根据收到的一停止信号停止分配润滑剂；

一润滑剂流量传感器，测量来自于所述润滑剂分配装置的所分配润滑剂的量，并作为数据输出该信息；

一数据库，包括来自于所述润滑剂流量传感器的所存储的数据；

一超声波探测装置，当所述机器的运动部件正在运动时，该超声波探测装置探测所述机器发出超声波信号的幅度，并产生一相关的外差音频信号；及

一控制模块，分析来自所述超声波探测装置的信号的幅度，并实时地确定为了正确地润滑所述机器的运动部件而需要分配润滑剂的量，所述控制模块用于使用来自于所述润滑剂流量传感器的数据，并确定何时所述润滑剂分配装置分配了足量的润滑剂以正确地润滑所述机器，当该润滑剂分配装置已分配了适量的润滑剂时，该控制模块提供一停止信号给所述润滑剂分配装置；

至少一非超声波传感器，用于将与所述运动部件相关的数据传输至所述控制模块。

2.如权利要求1所述的润滑剂分配设备，其特征在于，所述润滑剂分配装置还具有一润滑剂油箱，该润滑剂油箱用于容置润滑剂。

3.如权利要求2所述的润滑剂分配设备，其特征在于，所述润滑剂油箱用于容纳多个不同类型的润滑剂，而并不会将各所述润滑剂混合。

4.如权利要求1所述的润滑剂分配设备，其特征在于，所述润滑剂流量传感器是所述润滑剂分配装置所必需的。

5.如权利要求1所述的润滑剂分配设备，其特征在于，所述润滑剂分配装置根据来自于所述超声波探测装置的信号自动停止分配润滑剂。

6.如权利要求5所述的润滑剂分配设备，其特征在于，所述控制模块进一步包括一可编程处理器和一存储器，当设备正常运行时，超声波信号的所探测幅度的值作为一基值被存储在所述的存储器内，且在接收到信号以给该机器的运动部件施加润滑剂和使所述润滑剂分配装置开始给该机器的运动部件供给润滑剂之后，当所述运动部件在运动时，该处理器将该基值与来自于所述超声波探测装置的外差音频信号进行比较，当来自所述超声波探测装置的信号大幅度减弱时，所述处理器使该润滑剂分配装置停止添加该润滑剂。

7.如权利要求6所述的润滑剂分配设备，其特征在于，所述润滑剂分配装置进一步包括一显示器、一润滑剂流量监控器及一润滑剂油箱监控器，该润滑剂流量监控器生成一流量信号，该润滑剂油箱监控器生成一填充信号，其中，所述处理器基于所述填充信号提供指示该油箱中剩余润滑剂量的信号给所述显示器，并基于所述流量信号而在所述显示器上指示润滑剂流量的信号。

8.如权利要求7所述的润滑剂分配设备，其特征在于，所述控制模块根据所述润滑剂油箱中所存储的润滑剂的当前水平而进行实时更新。

9.如权利要求7所述的润滑剂分配设备，其特征在于，所述控制模块根据所述润滑剂分配装置所分配的润滑剂的所测流量而进行实时更新。

10.如权利要求6所述的润滑剂分配设备，其特征在于，所述处理器进一步包括一中央处理器、至少一个可移动存储装置及至少一个数据传输装置。

11.如权利要求5所述的润滑剂分配设备，其特征在于，所述控制模块包括一数字频谱分析仪，该数字频谱分析仪用于分析所述外差音频信号。

12.如权利要求7所述的润滑剂分配设备，其特征在于，所述显示器是一个触摸屏显示装置。

13.如权利要求10所述的润滑剂分配设备，其特征在于，所述至少一个数据传输装置是蓝牙、Wi-Fi和其他射频基础电路中的至少一个。

14.如权利要求10所述的润滑剂分配设备，其特征在于，所述可移动存储装置是一个数字存储卡。

15.如权利要求13所述的润滑剂分配设备，其特征在于，所述数据传输装置能够在至少一个本地网络上或通过互联网访问存储的数据，所述存储的数据是关于多个具有运动部件的装置的基值信息。

16.如权利要求7所述的润滑剂分配设备，其特征在于，所述润滑剂分配设备进一步包括至少一个数据传输装置，所述处理器通过该数据传输装置同时向触摸屏及一外部无线装置传输数据，该数据包括润滑剂油箱中剩余润滑剂的量和润滑剂的流量。

17.如权利要求1所述的润滑剂分配设备，其特征在于，所述需要施加润滑剂的机器包括有可供使用的轴承和/或传动装置。

18.如权利要求1所述的润滑剂分配设备，其特征在于，所述润滑剂分配设备还包括一用于存储所述机器的轴承的历史信息的存储装置，该历史信息包括先前外差音频信号的幅度和先前使用的润滑剂的量或一个特定的轴承，其中，所述控制模块进一步分析所述特定轴承的先前外差音频信号，以确定何时足量的润滑剂已被分配。

19.如权利要求18所述的润滑剂分配设备，其特征在于，所述存储装置还存储有关于一特定轴承所需的润滑剂类型的信息，所述润滑剂分配装置能够分配一种类型以上的润滑剂，且所述控制模块根据所述被施加润滑剂的特定轴承和所述存储装置中的历史信息来确定被分配润滑剂的类型。

20.如权利要求19所述的润滑剂分配设备，其特征在于，当所述历史信息显示足量的润滑剂已经被分配，则所述控制模块生成一停止信号，无论该信号接收自所述超声波探测装置。

21.一种给具有运动部件的装置施加润滑剂的方法，该方法包括以下步骤：

当所述装置的部件正在运动时，探测所述装置发射的超声波信号的幅度，并生成一相关的外差音频信号；

分析该外差音频信号；

当所述装置正常运行时，存储所述超声波信号的一基值；

当所述超声波信号超过所述基值时，启动该润滑剂流至所述装置的部件以响应一润滑剂施加信号；及

当所述信号已大幅度下降时，基于所述超声波信号的分析则自动停止施加润滑剂。