CN105067248B - 设备转速和振动数据采集方法、装置和监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了设备转速和振动数据采集方法、装置和监测系统。根据本发明公开的一种设备转速采集装置，包括转速传感器和控制单元。转速传感器适于对设备旋转期间触发的脉冲计数来采集设备转速。控制单元适于记录每个脉冲的触发时刻。以及，每记录一个脉冲触发时刻，向至少一个设备振动数据采集装置广播包含该脉冲触发时刻的转速时标消息，以便所述至少一个设备振动数据采集装置接收该转速时标消息和记录接收到该消息时的本地时间。

Description

设备转速和振动数据采集方法、装置和监测系统

技术领域

本发明涉及机械设备领域，尤其涉及设备转速和振动数据采集方法、装置和监测系统。

背景技术

目前，大型旋转机械设备广泛应用在化工、风电、冶金等领域中。诸如风力发电机组和输油泵等旋转设备的结构和应用环境也越来越复杂。旋转设备的故障也很可能造成事故和巨大损失。随着振动故障诊断特征技术的发展，越来越多的振动监测设备被用于监测机械设备的振动故障。现有的振动监测技术方案主要采用有线监测方式。有线监测方式需要在现场布置线缆，进而对振动数据进行全采样方式的采集，以便在远程服务器进行对所采集的振动数据进行诊断分析。随着无线传输技术的发展，对振动数据进行无线监测的监测方案也逐渐被应用。这样，无线监测设备可以避免现场布线的麻烦，尤其在例如防爆等级高等环境中避免了有线监测的安全隐患。

在采用无线监测方案进行振动数据采集和诊断分析时，尤其是在需要进行阶次分析时，不同设备采集的数据很难进行有效的关联分析。

发明内容

为此，本发明提供一种新的无线振动数据采集方案，有效的解决了上面至少一个问题。

根据本发明的一个方面，提供一种设备转速采集装置，包括转速传感器和控制单元。转速传感器适于对设备旋转期间触发的脉冲计数来采集设备转速。控制单元，适于记录每个脉冲的触发时刻。每记录一个脉冲触发时刻，控制单元向至少一个设备振动数据采集装置广播包含该脉冲触发时刻的转速时标消息，以便所述至少一个设备振动数据采集装置接收该转速时标消息和记录接收到该消息时的本地时间。

可选地，在根据本发明的设备转速采集装置中，控制单元还适于向至少一个设备振动数据采集装置广播采集开始命令，以便所述至少一个设备振动数据采集装置响应于该采集开始命令，采集用于阶次分析的振动数据。

可选地，在根据本发明的设备转速采集装置中，控制单元还包适于向所述至少一个设备振动数据采集装置发送采集结束命令，以便所述至少一个设备振动数据采集装置根据该采集结束命令，停止采集用于阶次分析的振动数据。

可选地，在根据本发明的设备转速采集装置中，其中所述转速时标消息还包含该脉冲触发时刻之前的相邻脉冲触发时刻和该脉冲触发时刻的发送序号。

可选地，在根据本发明的设备转速采集装置中，采集结束命令包含从采集开始命令开始所广播的脉冲触发时刻的数量。

根据本发明的一个方面，提供一种设备振动数据采集装置，包括振动传感器和控制单元。振动传感器，适于采集设备的用于阶次分析的振动数据。控制单元适于记录每隔预定数量的振动数据采样值所对应的采集时刻。该控制单元还适于从设备转速采集装置接收转速时标消息。其中转速时标消息包含设备旋转期间转速传感器的脉冲触发时刻。控制单元还记录该转速时标消息的接收时刻。

可选地，在根据本发明的设备振动数据采集装置中，控制单元还适于从设备转速采集装置接收采集开始命令，并根据该采集开始命令指示振动传感器采集用于阶次分析的振动数据。控制单元还适于从所述设备转速采集装置接收采集结束命令，以及根据该结束命令指示振动传感器停止采集用于阶次分析的振动数据。

可选地，在根据本发明的设备振动数据采集装置中，转速时标消息还包含该脉冲触发时刻之前的相邻脉冲触发时刻和该脉冲触发时刻的发送序号。

可选地，在根据本发明的设备振动数据采集装置中，采集结束命令包含从采集开始命令开始所广播的脉冲触发时刻的数量。

可选地，在根据本发明的设备振动数据采集装置中，控制单元还适于根据所广播的脉冲触发时刻的数量，判断转速时标消息的接收时刻的丢失数量是否小于阈值。如果该丢失数量小于阈值，控制单元根据未丢失的转速时标消息接收时刻与对应的脉冲触发时刻进行线性拟合，以计算丢失的转速时标消息接收时刻。和，将脉冲触发时刻、转速时标消息的接收时刻、用于阶次分析的振动数据和采集时刻关联存储为有效阶次分析数据，以便获取到有效阶次分析数据的服务器在诊断分析时进行等角度重采样操作。如果所述丢失数量大于所述阈值，则将脉冲触发时刻、转速时标消息的接收时刻、用于阶次分析的振动数据和采集时刻存储为无效阶次分析数据。

可选地，在根据本发明的设备振动数据采集装置中，如果在预定时长内，没有接收到所述采集结束命令，控制单元还适于指示振动传感器停止采集操作。将脉冲触发时刻、转速时标消息的接收时刻、用于阶次分析的振动数据和采集时刻存储为无效阶次分析数据。

可选地，在根据本发明的设备振动数据采集装置中，控制单元还适于向采集站发送有效阶次分析数据。

根据本发明一个方面，提供一种振动监测系统，包括根据本发明的设备转速采集装置、根据本发明的至少一个设备振动数据采集装置、采集站和服务器。采集站适于从所述至少一个设备振动数据采集装置接收有效阶次分析数据。服务器适于从采集站接收有效阶次分析数据，并利用该有效阶次分析数据对设备进行诊断分析。

根据本发明一个方面，提供一种设备转速采集方法。该方法包括通过对设备旋转期间触发转速传感器的脉冲计数来采集设备转速。记录每个脉冲的触发时刻。每记录一个脉冲触发时刻，向至少一个设备振动数据采集装置广播包含该脉冲触发时刻的转速时标消息，以便所述至少一个设备振动数据采集装置接收该转速时标消息和记录接收到该消息时的本地时间。

可选地，根据本发明的设备转速采集方法还包括向至少一个设备振动数据采集装置广播采集开始命令，以便所述至少一个设备振动数据采集装置响应于该采集开始命令，采集用于阶次分析的振动数据。

可选地，根据本发明的设备转速采集方法还包括向所述至少一个设备振动数据采集装置发送采集结束命令，以便所述至少一个设备振动数据采集装置根据该采集结束命令，停止采集用于阶次分析的振动数据。

可选地，在根据本发明的设备转速采集方法中，转速时标消息还包含该脉冲触发时刻之前的相邻脉冲触发时刻和该脉冲触发时刻的发送序号。

可选地，在根据本发明的设备转速采集方法中，采集结束命令包含从采集开始命令开始所广播的脉冲触发时刻的数量。

根据本发明的一个方面，还提供一种设备振动数据采集方法。该方法包括通过振动传感器采集设备的用于阶次分析的振动数据。记录每隔预定数量的振动数据采样值所对应的采集时刻。从设备转速采集装置接收转速时标消息，所述转速时标消息包含设备旋转期间转速传感器的脉冲触发时刻。记录该转速时标消息的接收时刻。

可选地，根据本发明的设备振动数据采集方法还包括从设备转速采集装置接收采集开始命令，并根据该采集开始命令指示振动传感器采集用于阶次分析的振动数据。从所述设备转速采集装置接收采集结束命令，以及根据该结束命令指示振动传感器停止采集用于阶次分析的振动数据。

可选地，在根据本发明的设备振动数据采集方法中，转速时标消息还包含该脉冲触发时刻之前的相邻脉冲触发时刻和该脉冲触发时刻的发送序号。

可选地，在根据本发明的设备振动数据采集方法中，采集结束命令包含从采集开始命令开始所广播的脉冲触发时刻的数量。

可选地，根据本发明的设备振动数据采集方法还包括根据所广播的脉冲触发时刻的数量，判断转速时标消息的接收时刻的丢失数量是否小于阈值。如果该丢失数量小于阈值，根据未丢失的转速时标消息接收时刻与对应的的脉冲触发时刻进行线性拟合，以计算丢失的转速时标消息接收时刻。将脉冲触发时刻、转速时标消息的接收时刻、用于阶次分析的振动数据和采集时刻关联存储为有效阶次分析数据，以便获取到有效阶次分析数据的服务器在诊断分析时进行等角度重采样操作。如果丢失数量大于所述阈值，将脉冲触发时刻、转速时标消息的接收时刻、用于阶次分析的振动数据和采集时刻存储为无效阶次分析数据。

可选地，根据本发明的设备振动数据采集方法还包括如果在预定时长内，没有接收到所采集结束命令，则指示振动传感器停止采集操作。将脉冲触发时刻、转速时标消息的接收时刻、用于阶次分析的振动数据和采集时刻存储为无效阶次分析数据。另外，设备振动数据采集方法还包括向采集站发送有效阶次分析数据。

根据本发明的振动数据采集方案，实现了不同采集装置之间的时间基准的映射。这样，本发明解决了在同步采集时由于时间基准不同造成所采集数据很难进行关联诊断分析的问题。本发明的采集方案为后续的阶次分析提供了有效的原始数据，从而极大提高了阶次分析的准确度。

附图说明

为了实现上述以及相关目的，本文结合下面的描述和附图来描述某些说明性方面，这些方面指示了可以实践本文所公开的原理的各种方式，并且所有方面及其等效方面旨在落入所要求保护的主题的范围内。通过结合附图阅读下面的详细描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。遍及本公开，相同的附图标记通常指代相同的部件或元素。

图1示出了根据本发明一个实施例的振动采集系统100的示意图；

图2示出了根据本发明一个实施例的设备转速采集装置120时间基准映射到设备振动数据采集装置130的示意图；

图3示出了根据本发明一个实施例的设备转速采集装置120的示意图；

图4示出了根据本发明一个实施例的设备振动数据采集装置130的示意图；

图5示出了根据本发明一个实施例的设备转速采集方法500的流程图；以及

图6示出了根据本发明一个实施例的设备振动数据采集方法600的流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1示出了根据本发明一个实施例的振动采集系统100的示意图。振动采集系统100包括采集站110、设备转速采集装置120、设备振动数据采集装置130和服务器140。设备振动数据和转速采集装置通常布置在监测区域内的旋转设备上。采集站110获取到所采集的振动和转速数据后，可以进行处理并将经过处理的数据传输到服务器140中。服务器140根据所获取的振动数据和转速数据对设备故障进行诊断分析。这里旋转设备包括但不限于输油泵、风力发电机、燃气轮机等旋转设备。为了对一个监控区域内一台或者多台旋转设备进行全面监测，一个振动采集系统100中通常包括多台设备振动数据采集装置130。例如，每台电机配置一个设备转速采集装置120，以及在改电机外壳的不同位置处配置有设备振动数据采集装置130。多个设备振动数据采集装置130能够同时对测量电机不同位置的峭度、歪度等监测指标进行测量。在根据本发明一个实施例中，对于同种类型的旋转设备，在多台设备的相同结构位置处布置有设备振动数据采集装置130和设备转速采集装置120，以便对同类型的电机进行振动数据的对比分析。采集站110能够与设备转速采集装置120和设备振动数据采集装置130进行无线通信。这样，采集站110可以接收设备转速采集装置120采集的转速数据和设备振动数据采集装置130所采集的振动数据。例如，采集站110与振动、转速采集装置之间可以采用Zigbee等无线方式进行数据传输。采集站110可以采用3G/4G等无线通信方式或者光纤等有线方式与服务器140进行通信。该服务器140例如可以是第三方的用于远程诊断分析的服务器，也可以是被监测设备的企业内部服务器。另外，采集站110、设备转速采集装置120和设备振动数据采集装置130分别具有ID序号。在转速或振动采集装置被布置在旋转设备上时，服务器140能将采集装置的ID序号与旋转设备建立关联。这样，服务器140可以在采集站110上传转速数据和振动数据后，根据转速数据和振动数据对应的ID序号，将转速数据、振动数据和设备对应，以便针对该设备状态进行故障诊断分析。

图2示出了根据本发明一个实施例的设备转速采集装置120时间基准映射到设备振动数据采集装置130的示意图。

设备转速采集装置120适于向设备振动数据采集装置130广播采集开始命令和采集结束命令。相应地，设备振动数据采集装置130响应于接收到采集开始命令，采集用于阶次分析的振动数据和记录捕获到振动数据的采集时刻。根据本发明一个实施例，设备转速采集装置120首先采集设备的转速。在转速处于预定区间时，设备转速采集装置120生成并广播采集开始命令。这里的预定区间例如为转速值属于1300RPM至1800RPM的区间。另外，设备转速采集装置120通过采集站110从服务器140获取到对于采集振动数据的配置信息。配置信息包括但不限于采集长度和采集频率。设备转速采集装置120根据配置信息计算采集结束时间点，并在该结束时间点广播采集结束命令。设备振动数据采集装置130在接收到采集结束命令后，停止采集用于阶次分析振动数据，也不再记录采集时刻。应当注意，发送采集开始和结束命令对于本发明的实施并不是必须的。例如，设备振动数据采集装置130可以响应于接收到转速时标消息开始采集用于阶次分析的振动数据。

如图2所示，t_begin为设备转速采集装置120发送采集开始命令的时间点，t_end为设备转速采集装置120发送采集结束命令的时间点。相应地，t₀为接收到采集开始命令的时间点，t₁为接收到采集结束命令的时间点。由于t_begin与t₀偏差很小，t_end与t₁也偏差很小。为了简化描述，可以认为t_begin到t_end区间与t₀到t₁的区间为同一时间段，尽管它们可能并不完全一致。在t_begin到t_end区间内，设备转速采集装置120对设备旋转触发的脉冲进行计数，以采集设备转速。设备转速采集装置120还会记录每个脉冲的触发时刻。例如，设备转速采集装置120每捕获一个键相脉冲(例如N个键相脉冲表示设备转轴转动一周)，则记录当前时间为该脉冲的触发时刻。tr₀，…，tr₄为脉冲的触发时刻。进一步，设备转速采集装置120每记录一个脉冲触发时刻则向一个或者多个设备振动数据采集装置130广播包含该脉冲触发时刻地转速时标消息。相应地，设备振动数据采集装置130每接收到一个转速时标消息，则记录接收到该转速时标消息的本地时间为一个接收时刻。例如在t₀到t₁的区间内tr_0’，…，tr_4’为接收时刻。由于脉冲触发时刻和该脉冲时刻对应的接收时刻偏差很小并且该偏差可以修正的。为了简化描述，这里可以认为脉冲触发时刻与接收时刻为同一时刻。这样，设备振动数据采集装置130可以通过转速时标消息的接收时刻建立与设备转速采集装置120时基映射。另外，设备振动数据采集装置130适于记录每隔预定数量的振动数据采样值(例如2048个采样点)所对应的采集时刻。例如，tv₀，…，tv₄为一系列采集时刻。设备振动数据采集装置130将用于阶次分析的振动数据、采集时刻、接收时刻关联存储为有效阶次分析数据。这样，服务器140通过采集站获取到该有效阶次分析数据后，可以建立设备转动相位与用于阶次分析振动数据的相同时间基准地对应关系。这样，服务器140可以对用于阶次分析的振动数据(时域数据)进行等角度冲采集样操作，从而得到阶次谱进行阶次分析。例如，tv₀、tr_1’、tv₁、tr_2’和tv₂同时基。其中，tr_1’到tr_2’的时间段对应一个完整的键相脉冲。服务器140可以根据在tv₀到tv₂时间段内的用于阶次分析的振动数据(一系列采样值)，计算tr_1’到tr_2’的时间段与该时间段内采样值的对应关系。换而言之，服务器140可以建立键相脉冲相位与采样值的对应关系。服务器140可以进行等角度重采样并获取到适于阶次分析的阶次谱。这样，根据本发明的振动监测系统100能够统一设备转速采集装置120和设备振动数据采集装置130的时间基准。在解决同步问题的基础上，振动监测系统100能够采集到有效阶次分析数据，从而对设备进行阶次诊断。

图3示出了根据本发明一个实施例的设备转速采集装置120的示意图。该设备转速采集装置120为一个采集设备转轴转速的装置示例。如图3所示，设备转速采集装置120包括转速传感器121和控制单元122。其中，转速传感器121适于对设备旋转期间触发转速传感器121的键相脉冲进行计数，以便根据预定采集时间内获取的键相脉冲数量计算设备的转速。根据本发明一个实施例，转速传感器121包括但不限于模数转换电路和调理电路(图中未示出)。模数转换电路适于将转速传感器121采集的信号进行数字化。调理电路适于对模数转换器电路的数字信号进行滤波和增益调节。控制单元122适于记录每个脉冲的触发时刻。根据本发明又一个实施例，转速传感器121在每捕获到一个键相脉冲时，则向控制单元122发送该键相脉冲。控制单元122适于在获取到键相脉冲时记录当前时间作为脉冲触发时刻。控制单元122还适于向设备振动数据采集装置130广播包含该脉冲触发时刻的转速时标消息。控制单元122在每获取一个脉冲触发时刻时，向设备振动数据采集装置130发送一个转速时标消息。这里接收转速时标消息的设备振动数据采集装置130可以是一个或者多个。例如，设备转速采集装置120向振动采集装置130发送转速时标消息时，采用了如下的消息格式：

tn-3

tn-2

tn-1

tn

N

其中，为t_n当前获取的脉冲触发时刻，t_n-1、t_n-2和t_n-3为t_n之前相邻3个脉冲的脉冲触发时刻，N为t_n的发送序号。该发送序号为控制单元122发送转速时标消息时标定的发送顺序。这样，一个或者多个设备振动数据采集装置130可以利用转速时标消息，将所采集用于阶次分析的振动数据的时基转换为同设备转速采集装置120相同的时间基准。这样振动监测系统100中不同装置之间实现了时基的同步。进一步，在振动监测系统100中所采集的转速数据和振动数据能够进行精确的同步分析，极大调高了所采集数据在诊断分析时的有效性。

另外，控制单元122还适于向设备振动数据采集装置130发送采集开始命令和采集结束命令。根据本发明一个实施例，控制单元122对设备转速进行监测，在转速到达高速区间(例如，转速值属于1300RPM至1800RPM的区间)，控制单元122向设备振动数据采集装置130发送采集开始命令，以便设备振动数据采集装置130开始采集用于阶次分析的振动数据。控制单元122根据预定的阶次分析采集时长(例如30s)，从发送采集开始命令后开始计时。并且，在计时长度达到预定阶次分析采集时长后，向设备振动数据采集装置130发送采集结束命令。根据本发明又一个实施例，控制单元122根据服务器140设定的包含采集长度和采集频率的配置信息确定采集结束时间。控制单元122在采集结束时间向一个或者多个设备振动数据采集装置130广播采集结束命令。控制单元122在发送采集结束命令后时，会指示转速传感器121停止采集转速。控制单元122也会停止向外广播转速时标消息。

另外，控制单元122向外广播的采集结束命令还包括控制单元122从采集开始命令开始所广播脉冲触发时刻的数量。这样，设备振动数据采集装置130能够根据所广播脉冲触发时刻的数量和发送序号来确定对转速时标消息接收情况。例如确定未接收到的转速时标消息的数量。

图4示出了根据本发明一个实施例的设备振动数据采集装置130的示意图。如图4所示，该设备振动数据采集装置130包括振动传感器131和控制单元132。

振动传感器131适于测量设备振动的加速度值。可选地，振动传感器131还可以计算振动位移、振动幅度等参数中一个或多个。根据本发明一个实施例，振动传感器131包括但不限于模数转换电路和调理电路(未示出)。模数转换电路适于将振动传感器131采集的信号进行数字化。调理电路适于对模数转换器电路的数字信号进行滤波和增益调节等。

另外，振动传感器131还可以记录振动数据本地采集时间作为振动数据的采集时刻。在一个实施例中，振动传感器131每隔预定数量的采样点(例如2048个采样点)，记录当前采样点时间值作为一个采集时刻。振动传感器131在开始采集和停止采集振动数据过程中，能够记录多个采集时刻。

控制单元132能够从设备转速采集装置120接收包含脉冲触发时刻的转速时标消息，并记录接收到该转速时标消息的接收时刻。这样，转速采集装置120的时间基准可以和振动采集装置130中时间基准建立映射。

可选地，控制单元132在接收诸如tr₀、…、tr₄时刻的转速时标消息时还会从中提取脉冲触发时刻的发送序号N。控制单元132在接收到采集结束命令后，从中提取设备转速采集装置120从采集开始命令开始所广播的脉冲触发时刻的数量(例如图2中所广播的脉冲触发时刻的数量为4个)。控制单元132将所广播的脉冲触发时刻的数量与接收时刻的总数相比较，以判断转速时标消息的丢失数量(即控制单元132未接收到的转速时标消息的数量)是否大于阈值(例如图2中为2)。如果丢失数量小于阈值，控制单元132可以基于未丢失的转速时标消息的接收时刻、和对应的脉冲触发时刻进行线性拟合，以计算丢失的转速时标消息的接收时刻。控制单元132可以将脉冲触发时刻、转速时标消息的接收时刻、用于阶次分析的振动数据、采集时刻关联存储为有效阶次分析数据。这里对有效阶次分析数据的数据格式不做限定，多种数据格式都可以应用在根据本发明的技术方案中。这样，服务器140在获取到该有效阶次分数据后，可以进行阶次分析诊断。相应的，如果丢失数量大于阈值，即根据接收到的数据无法计算出所丢失的脉冲接收时间，则控制单元132将脉冲触发时刻、转速时标消息接收时刻、用于阶次分析振动数据、采集时刻存储为无效阶次分析数据。

另外，如果在预定时长(例如20s)内，控制单元132没有接收到采集结束命令，则指示振动传感器131停止采集操作。并且，控制单元132将脉冲触发时刻、转速时标消息的接收时刻、用于阶次分析的振动数据、采集时刻存储为无效阶次分析数据。另外，控制单元132能够向采集站110发送有效阶次分析数据，也可以选择将无效阶次分析数据上传。

图5示出了根据本发明一个实施例的转速采集方法500的流程图。该转速采集方法500适于在设备转速采集装置120中执行。

如图5所示，方法500始于步骤S510，向设备振动数据采集装置130发送采集开始命令。这样，设备振动数据采集装置130响应于该采集开始命令，采集用于阶次分析的振动数据。根据本发明一个实施例，步骤S510中采集开始命令是基于设备转速生成的。具体地，首先对设备旋转期间触发转速传感器121的脉冲计数来采集设备转速，然后判断转速级别。即，根据当前转速判断是否需要设备振动数据采集装置130采集用于阶次分析振动数据。如果转速级别满足条件(例如确定设备转速为高转速，高转速为转速属于1300RPM至1800RPM的区间)，则设备转速采集装置120生成采集开始命令。在向一个或者多个设备振动数据采集装置130发送采集开始命令后，方法500执行步骤S520。在步骤S520中，记录每个脉冲的触发时刻。每记录到一个脉冲触发时刻，则方法500执行步骤S530，向一个或者多个设备振动数据采集装置130广播包含该脉冲触发时刻的转速时标消息，以便一个或者多个设备振动数据采集装置130接收该转速时标消息和记录接收到该消息时的本地时间。在步骤S530中，还标定脉冲触发时刻的发送序号。所广播的转速时标消息还包括脉冲触发时刻的发送序号和该脉冲触发时刻之前的相邻脉冲触发时刻。

根据本发明一个实施例，方法500还包括步骤S540，向设备振动数据采集装置130发送采集结束命令。这样，设备振动数据采集装置130根据该采集结束命令，停止采集用于阶次分析的振动数据。这里，采集结束命令可以是根据预定采集时长生成的。具体地，设备转速采集装置130根据服务器140确定的采集长度和采集频率，确定采集结束时间。在采集结束时间到达时，设备转速采集装置130生成采集结束命令。另外，在步骤S540中所发送的采集结束命令还包括从采集开始命令开始所广播的脉冲触发时刻的数量。方法500的具体实现与图3所示的设备转速采集装置120一致，这里不再赘述。需要注意的是，发送采集开始和结束命令对于本发明的实施并不是必须的。

图6示出了根据本发明一个实施例的设备振动数据采集方法600的流程图。该方法600适于在设备振动数据采集装置130中执行。

如图6所示，可选地，方法600始于步骤S610，从设备转速采集装置120接收采集开始命令。随后方法进入步骤S620，指示振动传感器采集用于阶次分析振动数据。方法600还包括步骤S630，记录每隔预定数量的振动数据采样值所对应的采集时刻。根据本发明一个实施例，方法600还包括步骤S640，从设备转速采集装置接收转速时标消息，并记录接收到该转速时标消息的接收时刻。另外，方法600还包括步骤S650，从所述设备转速采集装置接收采集结束命令。方法600在执行步骤S650后，停止执行步骤S620、S630和S640。应当注意，步骤S610和650对于本发明的实施并不是必需的。

可选地，步骤S640中所接收转速时标消息还包含该脉冲触发时刻之前的相邻脉冲触发时刻和该脉冲触发时刻的发送序号。在步骤S650中，采集结束命令还包括从采集开始命令开始所广播的脉冲触发时刻的数量。这样，方法600能够在执行步骤S660时，根据所广播的脉冲触发时刻的数量，判断转速时标消息的接收时刻的丢失数量是否小于阈值。

如果该丢失数量小于阈值，则方法600执行步骤S670，根据未丢失的转速时标消息的接收时刻与对应的脉冲触发时刻进行线性拟合，以计算丢失的转速时标消息的接收时刻。步骤S670还包括将脉冲触发时刻、转速时标消息的接收时刻、用于阶次分析的振动数据和采集时刻关联存储为有效阶次分析数据，以便获取到有效阶次分析数据的服务器140在诊断分析时进行等角度重采样操作。

如果丢失数量大于阈值，则方法600执行步骤S680。根据本发明一个实施例，在步骤S680中，将脉冲触发时刻、转速时标消息的接收时刻、用于阶次分析的振动数据和采集时刻存储为无效阶次分析数据。

可选地，在步骤S650中，如果在预定时长内没有接收到采集结束命令，方法800停止执行步骤S620、S630和步骤S640。方法600执行步骤S680。另外，方法600还包括步骤S690，向采集站发送有效阶次分析数据。方法600的具体实现与图4所示的设备振动数据采集装置130一致，这里不再赘述。

A8、根据本发明的设备振动数据采集装置，其中所述转速时标消息还包含该脉冲触发时刻之前的相邻脉冲触发时刻和该脉冲触发时刻的发送序号。A9、根据本发明的设备振动数据采集装置，其中所述采集结束命令包含从采集开始命令开始所广播的脉冲触发时刻的数量。A10、如A9所述的设备振动数据采集装置，所述控制单元还适于：根据所广播的脉冲触发时刻的数量，判断转速时标消息的接收时刻的丢失数量是否小于阈值；以及如果该丢失数量小于阈值，根据未丢失的转速时标消息接收时刻与对应的的脉冲触发时刻进行线性拟合，以计算丢失的转速时标消息的接收时刻。将脉冲触发时刻、转速时标消息的接收时刻、用于阶次分析的振动数据和采集时刻关联存储为有效阶次分析数据，以便获取到有效阶次分析数据的服务器在诊断分析时进行等角度重采样操作。A11、如A10所述的设备振动数据采集装置，所述控制单元还适于：如果所述丢失数量大于所述阈值，则将脉冲触发时刻、转速时标消息的接收时刻、用于阶次分析的振动数据和采集时刻存储为无效阶次分析数据。A12、根据本发明的设备振动数据采集装置，所述控制单元还适于：如果在预定时长内，没有接收到所述采集结束命令，则指示振动传感器停止采集操作；以及将脉冲触发时刻、转速时标消息的接收时刻、用于阶次分析的振动数据和采集时刻存储为无效阶次分析数据。A13、如A10所述的设备振动数据采集装置，所述控制单元还适于向采集站发送有效阶次分析数据。

B16、根据本发明的设备转速采集方法，还包括：向所述至少一个设备振动数据采集装置广播采集开始命令，以便所述至少一个设备振动数据采集装置响应于该采集开始命令，采集用于阶次分析的振动数据。B17、如B16所述的设备转速采集方法，还包括：向所述至少一个设备振动数据采集装置发送采集结束命令，以便所述至少一个设备振动数据采集装置根据该采集结束命令，停止采集用于阶次分析的振动数据。B18、如B16-B17中任一项所述的设备转速采集方法，其中所述转速时标消息还包含该脉冲触发时刻之前的相邻脉冲触发时刻和该脉冲触发时刻的发送序号。B19、如B16-B18中任一项所述的设备转速采集方法，其中所述采集结束命令包含从采集开始命令开始所广播的脉冲触发时刻的数量。

C21、根据本发明的设备振动数据采集方法，还包括：从设备转速采集装置接收采集开始命令，并根据该采集开始命令指示振动传感器采集用于阶次分析的振动数据；以及从所述设备转速采集装置接收采集结束命令，以及根据该结束命令指示振动传感器停止采集用于阶次分析的振动数据。C22、如C21所述的设备振动数据采集方法，其中所述转速时标消息还包含该脉冲触发时刻之前的相邻脉冲触发时刻和该脉冲触发时刻的发送序号。C23、如C21所述的设备振动数据采集方法，其中所述采集结束命令包含从采集开始命令开始所广播的脉冲触发时刻的数量。C24、如C23所述的设备振动数据采集方法，还包括：根据所广播的脉冲触发时刻的数量，判断转速时标消息的接收时刻的丢失数量是否小于阈值；以及如果该丢失数量小于阈值，根据未丢失的转速时标消息接收时刻与对应的的脉冲触发时刻进行线性拟合，以计算丢失的转速时标消息接收时刻；和将脉冲触发时刻、转速时标消息的接收时刻、用于阶次分析的振动数据和采集时刻关联存储为有效阶次分析数据，以便获取到有效阶次分析数据的服务器在诊断分析时进行等角度重采样操作。C25、如C24所述的设备振动数据采集方法，还包括：如果所述丢失数量大于所述阈值，将脉冲触发时刻、转速时标消息的接收时刻、用于阶次分析的振动数据和采集时刻存储为无效阶次分析数据。C26、如C21所述的设备振动数据采集方法，还包括：如果在预定时长内，没有接收到所采集结束命令，则指示振动传感器停止采集操作；以及将脉冲触发时刻、转速时标消息的接收时刻、用于阶次分析的振动数据和采集时刻存储为无效阶次分析数据。C27、如C24所述的设备振动数据采集方法，还包括：向采集站发送有效阶次分析数据。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员应当理解在本文所公开的示例中的设备的模块或单元或组件可以布置在如该实施例中所描述的设备中，或者可替换地可以定位在与该示例中的设备不同的一个或多个设备中。前述示例中的模块可以组合为一个模块或者此外可以分成多个子模块。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

此外，所述实施例中的一些在此被描述成可以由计算机系统的处理器或者由执行所述功能的其它装置实施的方法或方法元素的组合。因此，具有用于实施所述方法或方法元素的必要指令的处理器形成用于实施该方法或方法元素的装置。此外，装置实施例的在此所述的元素是如下装置的例子：该装置用于实施由为了实施该发明的目的的元素所执行的功能。

如在此所使用的那样，除非另行规定，使用序数词“第一”、“第二”、“第三”等等来描述普通对象仅仅表示涉及类似对象的不同实例，并且并不意图暗示这样被描述的对象必须具有时间上、空间上、排序方面或者以任意其它方式的给定顺序。

尽管根据有限数量的实施例描述了本发明，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本发明的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本发明的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本发明的范围，对本发明所做的公开是说明性的，而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书限定。

Claims (22)

1.一种振动监测系统，包括：

设备转速采集装置，包括：

转速传感器，对设备旋转期间触发的脉冲计数来采集设备转速；

第一控制单元，记录每个脉冲的触发时刻，每记录一个脉冲触发时刻，向至少一个设备振动数据采集装置广播包含该脉冲触发时刻的转速时标消息，以便所述至少一个设备振动数据采集装置接收该转速时标消息和记录接收到该消息时的本地时间，并通过该转速时标消息和该本地时间建立与设备转速采集装置的时间基准的映射；

至少一个设备振动数据采集装置，包括：

振动传感器，采集设备的用于阶次分析的振动数据；

第二控制单元，记录每隔预定数量的振动数据采样值所对应的采集时刻，从所述设备转速采集装置接收所述转速时标消息，所述转速时标消息包含设备旋转期间转速传感器的脉冲触发时刻，和记录该转速时标消息的接收时刻；通过所述转速时标消息和记录的该转速时标消息的接收时刻建立与设备转速采集装置的时间基准的映射；根据所广播的脉冲触发时刻的数量，判断转速时标消息的接收时刻的丢失数量是否小于阈值；如果该丢失数量小于阈值，根据未丢失的转速时标消息接收时刻与对应的脉冲触发时刻进行线性拟合，以计算丢失的转速时标消息的接收时刻，和将脉冲触发时刻、转速时标消息的接收时刻、用于阶次分析的振动数据和采集时刻关联存储为有效阶次分析数据，以便获取到有效阶次分析数据的服务器在诊断分析时进行等角度重采样操作；根据所广播的脉冲触发时刻的数量和转速时标消息所包含的脉冲触发时刻的发送序号来确定对转速时标消息接收情况；

采集站，从所述至少一个设备振动数据采集装置接收有效阶次分析数据；

服务器，从采集站接收有效阶次分析数据，并利用该有效阶次分析数据对设备进行诊断分析。

2.如权利要求1所述的振动监测系统，所述设备转速采集装置的第一控制单元还向所述至少一个设备振动数据采集装置广播采集开始命令，以便所述至少一个设备振动数据采集装置响应于该采集开始命令，采集用于阶次分析的振动数据。

3.如权利要求2所述的振动监测系统，所述设备转速采集装置的第一控制单元还向所述至少一个设备振动数据采集装置发送采集结束命令，以便所述至少一个设备振动数据采集装置根据该采集结束命令，停止采集用于阶次分析的振动数据。

4.如权利要求1所述的振动监测系统，所述设备振动数据采集装置的第二控制单元还从设备转速采集装置接收采集开始命令，并根据该采集开始命令指示振动传感器采集用于阶次分析的振动数据；从所述设备转速采集装置接收采集结束命令，以及根据该采集结束命令指示振动传感器停止采集用于阶次分析的振动数据。

5.如权利要求1-4中任一项所述的振动监测系统，其中所述转速时标消息还包含该脉冲触发时刻之前的相邻脉冲触发时刻和该脉冲触发时刻的发送序号。

6.如权利要求3所述的振动监测系统，其中所述采集结束命令包含从采集开始命令开始所广播的脉冲触发时刻的数量。

7.如权利要求1所述的振动监测系统，如果所述丢失数量大于所述阈值，所述设备振动数据采集装置的第二控制单元则将脉冲触发时刻、转速时标消息的接收时刻、用于阶次分析的振动数据和采集时刻存储为无效阶次分析数据。

8.如权利要求4所述的振动监测系统，如果在预定时长内，没有接收到所述采集结束命令，所述设备振动数据采集装置的第二控制单元则指示振动传感器停止采集操作；将脉冲触发时刻、转速时标消息的接收时刻、用于阶次分析的振动数据和采集时刻存储为无效阶次分析数据。

9.如权利要求7所述的振动监测系统，所述设备振动数据采集装置的第二控制单元还向采集站发送有效阶次分析数据。

10.一种设备转速采集方法，在如权利要求1-9中任一项所述的振动监测系统中的设备转速采集装置中执行，并包括：

通过对设备旋转期间触发转速传感器的脉冲计数来采集设备转速；

记录每个脉冲的触发时刻；每记录一个脉冲触发时刻，向至少一个设备振动数据采集装置广播包含该脉冲触发时刻的转速时标消息，以便所述至少一个设备振动数据采集装置接收该转速时标消息和记录接收到该消息时的本地时间，并通过该转速时标消息和该本地时间建立与设备转速采集装置的时间基准的映射。

11.如权利要求10所述的设备转速采集方法，还包括：

向所述至少一个设备振动数据采集装置广播采集开始命令，以便所述至少一个设备振动数据采集装置响应于该采集开始命令，采集用于阶次分析的振动数据。

12.如权利要求11所述的设备转速采集方法，还包括：

向所述至少一个设备振动数据采集装置发送采集结束命令，以便所述至少一个设备振动数据采集装置根据该采集结束命令，停止采集用于阶次分析的振动数据。

13.如权利要求10-12中任一项所述的设备转速采集方法，其中所述转速时标消息还包含该脉冲触发时刻之前的相邻脉冲触发时刻和该脉冲触发时刻的发送序号。

14.如权利要求12所述的设备转速采集方法，其中所述采集结束命令包含从采集开始命令开始所广播的脉冲触发时刻的数量。

15.一种设备振动数据采集方法，在如权利要求1-9中任一项所述的振动监测系统中的设备振动数据采集装置中执行，并包括：

通过振动传感器采集设备的用于阶次分析的振动数据；

记录每隔预定数量的振动数据采样值所对应的采集时刻；

从设备转速采集装置接收转速时标消息，所述转速时标消息包含设备旋转期间转速传感器的脉冲触发时刻；

记录该转速时标消息的接收时刻；

通过所述转速时标消息和记录的该转速时标消息的接收时刻建立与设备转速采集装置的时间基准的映射。

16.如权利要求15所述的设备振动数据采集方法，还包括：

从设备转速采集装置接收采集开始命令，并根据该采集开始命令指示振动传感器采集用于阶次分析的振动数据；

从所述设备转速采集装置接收采集结束命令，以及根据该采集结束命令指示振动传感器停止采集用于阶次分析的振动数据。

17.如权利要求16所述的设备振动数据采集方法，其中所述转速时标消息还包含该脉冲触发时刻之前的相邻脉冲触发时刻和该脉冲触发时刻的发送序号。

18.如权利要求16所述的设备振动数据采集方法，其中所述采集结束命令包含从采集开始命令开始所广播的脉冲触发时刻的数量。

19.如权利要求18所述的设备振动数据采集方法，还包括：

根据所广播的脉冲触发时刻的数量，判断转速时标消息的接收时刻的丢失数量是否小于阈值；

如果该丢失数量小于阈值，根据未丢失的转速时标消息接收时刻与对应的脉冲触发时刻进行线性拟合，以计算丢失的转速时标消息接收时刻；

将脉冲触发时刻、转速时标消息的接收时刻、用于阶次分析的振动数据和采集时刻关联存储为有效阶次分析数据，以便获取到有效阶次分析数据的服务器在诊断分析时进行等角度重采样操作。

20.如权利要求19所述的设备振动数据采集方法，还包括：

如果所述丢失数量大于所述阈值，将脉冲触发时刻、转速时标消息的接收时刻、用于阶次分析的振动数据和采集时刻存储为无效阶次分析数据。

21.如权利要求16所述的设备振动数据采集方法，还包括：

如果在预定时长内，没有接收到所述采集结束命令，则指示振动传感器停止采集操作；

将脉冲触发时刻、转速时标消息的接收时刻、用于阶次分析的振动数据和采集时刻存储为无效阶次分析数据。

22.如权利要求19所述的设备振动数据采集方法，还包括：向采集站发送有效阶次分析数据。