CN111052004A - 用于诊断现场设备的诊断设备和诊断方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于来自自动化技术领域的现场设备的诊断设备(1)，所述诊断设备(1)包括：控制单元(2)；传感器载体(3)；立体声传感器(4)，其被固定到所述传感器载体(3)；第一温度传感器(5)，其在第一位置(P1)处被固定在所传感器载体(3)上；以及第二温度传感器(6)，其在第二位置(P2)处被固定在所述传感器载体(3)上。所述第一位置(P1)和所述第二位置(P2)彼此远离达第一间距(A12)。所述传感器载体(3)适合于被展开以使得所述第一间距(A12)被改变。

Description

用于诊断现场设备的诊断设备和诊断方法
技术领域
本发明涉及一种用于诊断来自自动化技术领域的现场设备的诊断设备和诊断方法。
背景技术
已知的诊断设备和诊断方法使用某些组件的电气特性(例如，温度传感器的电阻)以便获得关于其可操作性的信息。由于要诊断的组件或其电路中的直接或主动干预，这些诊断设备和诊断方法也可被称作“主动诊断设备”或“主动诊断方法”。
在所谓的主动诊断方法中，用户或服务技术人员通常需要在该方法的过程中利用诊断设备直接地或主动地测量各种组件。例如，利用安培计作为诊断设备，能识别电动机在其使用寿命结束之前不久的上升电流消耗。
基于直接地源自组件的电路的电气特性的所谓的主动诊断方法是费时的且费力的。它要求特殊专业知识和许多手动活动。在要求向现场设备供应电力的主动诊断方法中，事故风险也增加。此外仅能够以定义维护间隔执行诊断方法；因此由用户或服务技术人员进行的连续诊断是不可能的。
相比之下，所谓的“被动”诊断设备或诊断方法的特征在于对组件的被动诊断，即，不干预要诊断的组件的电路。从DE 102 53 564A1已知基于对音频信号进行评估的通用被动诊断设备或诊断方法。
然而，已知的被动诊断设备或诊断方法对于错误来源的空间识别不允许足够的精度。
发明内容
因此本发明的目的是提出一种用于现场设备的被动诊断的诊断设备和诊断方法，其便于对错误来源进行本地识别。
本发明的这个目的通过根据权利要求1的本发明的主题来实现。
本发明涉及一种用于来自自动化技术领域的现场设备的诊断设备，包括：控制单元；传感器载体；立体声传感器，其被固定到传感器载体；第一温度传感器，其在第一位置处被固定在传感器载体上；以及第二温度传感器，其在第二位置处被固定在传感器载体上。第一位置和第二位置以第一间距而彼此远离。传感器载体适合于被展开以使得第一间距被改变。
根据本发明的诊断设备的一个优点是对错误来源的定位相关识别经由立体声传感器成为可能。因此不仅可以识别存在错误，而且可以识别此错误位于现场设备中的位置。也可以经由被布置在第一位置处的第一温度传感器以及经由被布置在与第一位置间距开的第二位置处的第二温度传感器来记录附加定位相关信息。这进一步允许容易地对现场设备中的错误来源进行空间识别。除此之外，诊断设备还使得能够实现可在没有电气安全的特殊知识的情况下实现的无接触诊断方法，并且使得能够检测现场设备的定义错误状态，并且使得能够提供关于现场设备的单独组件的磨损状态的信息。除此之外，诊断设备还使得不一定需要为了诊断而中断现场设备的操作成为可能。
在一个发展中，诊断设备具有第三温度传感器，其在第三位置处被固定到传感器载体，其中，传感器载体适合于被展开为使得第一位置与第三位置之间的第二间距和第二位置与第三位置之间的第三间距被改变。
在一个发展中，诊断设备具有第四温度传感器，其在第四位置处被固定到传感器载体，其中，传感器载体适合于被展开为使得第一位置与第四位置之间的第四间距、和第二位置与第四位置之间的第五间距以及第三位置与第四位置之间的第六间距被改变。
根据一个发展，诊断设备进一步包括磁场传感器。
根据一个发展，诊断设备进一步包括来自由以下各项构成的组的传感器中的至少一个：光电传感器、位置传感器、加速度传感器、GPS传感器和压力传感器。
根据一个发展，控制单元适合于输出或者无线地发送传感器的测量数据或诊断消息。
本发明的前述目的也通过根据权利要求7的本发明的主题来实现。
本发明此外涉及一种用于诊断来自自动化技术领域的现场设备的诊断方法，包括以下步骤：
-提供根据本发明的诊断设备，
-使诊断设备的传感器载体展开，以便设置第一温度传感器的第一位置与第二温度传感器的第二位置之间的第一间距，
-将现场设备投入运行，
-在第一时间段期间由立体声传感器记录现场设备的参考声发射曲线，
-在第一时间段期间由每个温度传感器记录参考温度曲线，
-存储参考声发射曲线和参考温度曲线，
-在第二时间段期间由立体声传感器记录操作声发射曲线，
-在第二时间段期间由每个温度传感器记录操作温度曲线，
-存储操作声发射曲线和操作温度曲线，
-将参考声发射曲线与操作声发射曲线进行比较，
-将参考温度曲线与操作温度曲线进行比较，
-如果操作声发射曲线与参考声发射曲线的偏差超过最大偏差，并且/或者如果操作温度曲线与参考温度曲线的偏差超过最大偏差，则输出第一诊断消息，
其中，输出第一诊断消息包括对错误来源的定位相关识别。
根据本发明的诊断方法的优点在于可基于参考声发射曲线与操作声发射曲线的比较来诊断错误。除此之外，由于操作声发射曲线，经由立体声传感器对错误来源的定位相关识别是可能的。此外，还可基于参考温度曲线与操作温度曲线的比较来诊断错误。由于使诊断设备的传感器载体展开第一温度传感器的第一位置与第二位置之间的第一间距，对错误来源的定位相关识别在这里附加地也是可能的。除此之外，诊断方法可在没有接触的情况下并且在没有电气安全的特殊知识的情况下被执行，并且检测现场设备的定义故障状态并提供关于单独组件的磨损状态的信息。对诊断方法来说，不一定需要中断现场设备的操作。
在一个发展中，传感器载体被展开以使得第一温度传感器的第一位置与第三温度传感器的第三位置之间的第二间距被设置，并且第二温度传感器的第二位置与第三温度传感器的第三位置之间的第三间距被设置。
根据一个发展，传感器载体被展开以使得第一温度传感器的第一位置与第四温度传感器的第四位置之间的第四间距被设置，并且第二温度传感器的第二位置与第四温度传感器的第四位置之间的第五间距被设置，并且第三温度传感器的第三位置与第四温度传感器的第四位置之间的第六间距被设置。
根据一个发展，诊断设备被布置在现场设备中，并且第一间距被设置为使得温度传感器的位置与现场设备的拐角点重合。
在一个发展中，由磁场传感器在第一时间段期间记录参考磁场，并且在第二时间段期间记录操作磁场，其中，操作磁场与参考磁场进行比较，并且如果操作磁场与参考磁场的偏差超过最大偏差则输出第一诊断消息。
根据一个发展，由来自光电传感器、位置传感器、加速度传感器、GPS传感器和压力传感器的组的传感器中的一个在第一时间段期间记录参考信号，并且在第二时间段期间记录操作信号，其中，操作信号与参考信号进行比较，并且如果操作信号与参考信号的偏差超过最大偏差则输出第一诊断消息。
根据一个发展，取决于对第一诊断消息的定位相关识别而发出特定动作指令。
根据一个发展，如果操作声发射曲线与参考声发射曲线的偏差不超过最大偏差，并且如果操作曲线与参考温度曲线的偏差不超过最大偏差，则输出第二诊断消息，以便发信号通知现场设备没有错误。
根据一个发展，第一诊断消息和/或第二诊断消息作为光信号和/或声信号被输出。
附图说明
基于以下附图更详细地说明本发明。如下示出了：
-图1：根据本发明的诊断设备的示意描绘；
-图2：具有立体声传感器、两个温度传感器和磁场传感器的诊断设备的实施例的示意描绘；
-图3：现场设备的参考声发射的曲线；
-图4：现场设备的操作声发射的曲线；
-图5：利用立体声传感器测量的现场设备的参考声发射的、利用两个温度传感器测量的现场设备的参考温度的、利用磁场传感器测量的现场设备的参考磁场的示意曲线的示例；
-图6：利用立体声传感器测量的现场设备的操作声发射的、利用两个温度传感器测量的现场设备的操作温度的、利用磁场传感器测量的现场设备的操作磁场的示意曲线的示例；
-图7：具有电动机的无错误现场设备的参考声发射的示意曲线(上方)和参考磁场的曲线(下方)的示例；以及
-图8：具有电动机的无错误现场设备的操作声发射的示意曲线(上方)和操作磁场的曲线(下方)的示例。
具体实施方式
图1和图2示意性地示出用于来自自动化技术领域的现场设备的诊断设备1，以便检查现场设备的功能性。因此可以及早检测现场设备的故障。术语“故障(malfunction)”在本描述中也将被理解为意味着可在发生错误——例如，组件的故障——之前辨识现场设备的状态。广义的故障因此也可以指示将来的错误。
诊断设备1包括控制单元2、传感器载体3、立体声传感器4、第一温度传感器5和第二温度传感器6。图2的示例性实施例附加地示出磁场传感器9，将稍后对其进行讨论。诊断设备1被设计为使得其可以被容纳在现场设备中。这意味着诊断设备1被暂时地或永久地容纳在例如现场设备的外壳中。对现场设备的暂时或永久诊断因此是可能的。诊断设备1也可以被布置在现场设备外部。然而，在下文中，为了易读性起见，将描述诊断设备在现场设备中的布置。
控制单元2电连接到传感器以便评估由传感器测量的信号。控制单元2进一步使得能够实现对基于所评估的由传感器测量的信号的诊断消息的输出和无线传输。控制单元2还使得能够实现对传感器的测量数据的输出和无线传输。第一诊断消息通知用户已在现场设备中识别错误。第二诊断消息通知用户尚未在现场设备中识别错误。将稍后说明诊断消息的错误检测和生成如何起作用。
取决于实施例的类型，传感器载体3可以被展开，意指折叠打开或者伸展。在图1中描绘了具有两个伸缩式传感器载体3的诊断设备1的变型。两个箭头指示传感器载体3的伸展方向。在此实施例中，传感器载体3的伸展方向彼此成直角。图1示出处于伸展位置中的传感器载体3和处于未伸展位置中的传感器载体。如通过其名称所指示的，传感器载体用来承载诊断设备1的传感器。传感器可以被布置在传感器载体上的任何位置处。
在图2中描绘了具有两个不可折叠的传感器载体3的诊断设备1的变型。在传感器载体3的连接点处，可以使这些传感器载体3以铰接方式绕连接点枢转。也可以给诊断设备配备多于两个传感器载体3(未示出)。例如，因此可以将传感器载体3定向在不同的方向上。可以借助于接头——例如，球形接头——使传感器载体3在任何期望的方向上枢转。此外，传感器载体3可以是可伸展的，意味着传感器载体3可以沿着其伸展方向在长度上变化。可以视需要而定选择传感器载体3的长度可变性。因此可以使诊断设备适应具有不同尺寸的外壳的不同的现场设备。
图2示出居中地布置在传感器载体3上的立体声传感器4。然而，立体声传感器4也可以被布置在传感器载体3或诊断设备1上的任何定位处。立体声传感器4使得能够测量声信号，其由控制单元2处理和评估。对立体声传感器4的声信号的评估使得可以识别声源的来源。立体声传感器4包括两个声传感器，其例如被布置为在两个不同的方向上彼此紧挨。两个声传感器也可以彼此间距开更远。
图2示出处于第一位置P1的第一温度传感器5和处于第二位置P2的第二温度传感器6。两个温度传感器5、6分隔开第一间距A12。这允许在现场设备的不同定位处实现温度测量。因此可沿着一方向测量现场设备的温度梯度。温度传感器5、6的空间分布因此使得有可以使温度测量与现场设备中的某个定位相关联。可以在每个传感器载体上布置任何数目的温度传感器。例如，可以在传感器载体的每个端部处布置温度传感器。可视需要而修改第一间距A12。例如，可通过使传感器载体枢转或者通过使传感器载体在它们相应的伸展方向上加长来修改第一间距A12。如果诊断设备1包括多于两个温度传感器，则间距变化当然相应地是可能的。例如，如果借助于传感器载体沿着一条、二条或三条轴线布置温度传感器，则可在现场设备中创建一维、二维或三维温度分布。因此可沿着多个方向测量现场设备的温度梯度。这允许可能的错误来源的精确本地识别。
图2进一步示出被布置在传感器载体3上的磁场传感器9。例如，霍尔传感器可以被用作磁场传感器。也可以替选地在诊断设备1中别处布置磁场传感器9。磁场传感器9适合于测量在其直接环境中占主导的磁场。这种占主导的磁场一方面通过地球的现有磁场来区分，而另一方面也通过影响地球的磁场的电子组件的存在来区分。例如，具有电动机的现场设备产生磁场，该磁场被磁场传感器9感知。控制单元2适合于评估磁场传感器9的测量结果，以便检测现场设备的故障。稍后描述这样的评估的示例(也参见图7和图8)。
也可以在传感器载体3上或者在诊断设备1中别处布置其他传感器，例如，光电传感器、位置传感器、加速度传感器、GPS传感器或压力传感器(未示出)。如通过其名称所描述的，这些传感器使得可以测量各种物理或地理信息，并且可以由控制单元2评估以便检测现场设备的故障。将稍后描述用于评估现场设备的此类传感器的主要用途。
在下面描述现场设备的用于诊断占主导的故障的诊断方法。
首先，传感器载体3或诊断设备1的传感器载体被展开。特此在第一温度传感器5的第一位置P1与第二温度传感器6的第二位置P2之间设置第一间距A12。在诊断设备1具有多个温度传感器的情况下，在所有温度传感器之间设置预定义间距。诊断设备1可以被布置在现场设备中或者在现场设备外部。
然而，在下文中，为了易读性起见，将描述用于使用在现场设备中的诊断设备的方法。为了可读性起见，目前也描述采用立体声传感器4和温度传感器5、6的诊断方法。如果在诊断设备1中存在另外的传感器，则可以针对这些传感器进行相同的对应步骤。
随后将现场设备投入运行。在此时间点，应该保证现场设备在没有错误的情况下运行。
立体声传感器4在参考时间段期间记录现场设备的参考声发射曲线S0(参见图3)。参考声发射曲线S0分别由立体声传感器4使用左声传感器和右声传感器来记录。这意味着“左”参考声发射曲线S0L由左声传感器记录，而“右”参考声发射曲线S0R由右声传感器记录(参见图5)。
在参考时间段期间，参考温度曲线T0、T0’同样地由每个温度传感器5、6记录(参见图5)。
参考声发射曲线S0和参考温度曲线T0、T0’然后由控制单元2存储。
在操作时间段期间，立体声传感器4然后记录并存储操作声发射曲线S1或S0L和S0R(参见图4)，并且操作温度曲线T1、T1’由每个温度传感器5、6记录并存储(参见图4和图6)。例如，操作时间段在参考时间段之后几天或几个月被记录。可以例如在规则的时间点重复操作时间段，以便规则地检查现场设备是否存在错误。
参考声发射曲线S0随后通过控制单元2与操作声发射曲线S1进行比较，并且参考温度曲线T0、T0’通过控制单元2与操作温度曲线T1、T1’进行比较。
在通过控制单元2进行的比较揭示了操作声发射曲线S1与参考声发射曲线S0的偏差超过最大偏差的情况下，并且/或者如果操作温度曲线T1、T1’与参考温度曲线T0、T0’的偏差超过最大偏差，则控制单元2输出第一诊断消息。第一诊断消息向用户发信号通知现场设备的错误。例如，最大偏差介于相应的参考曲线的1％与10％之间。
在未超过最大偏差的情况下，控制单元可输出第二诊断消息。第二诊断消息向用户确认在现场设备中不存在错误。
第一诊断消息和第二诊断消息可以分别是光信号和/或声信号或电磁信号，例如无线电信号、WiFi信号、蓝牙信号等。
第一诊断消息包括用于错误来源的定位相关识别的定位信息。此定位信息基于对所测量的操作声发射曲线S1的分析。左操作声发射曲线S0L特此由左声传感器确定，并且右操作声发射曲线S0R由立体声传感器4的右声传感器关于其在右声传感器相对于左声传感器中的时间偏移输入而确定。因此可以以简单且精确的方式在空间上识别现场设备的错误来源。
除此之外，定位信息基于取决于温度传感器的位置对已超过最大偏差的所测量的操作温度曲线T1、T1’的分析。因此可以以简单且精确的方式在空间上识别现场设备的错误来源。
图7和图8示出附加诊断方法的示例。在这里，磁场传感器9与立体声传感器4一起用于诊断现场设备中的故障。考虑到在现场设备中存在诸如电动机的产生电磁场的组件，此附加诊断是特别适合的。
图7示出参考声发射曲线S0和测量的参考磁场M0的示例。图8示出测量的操作声发射曲线S2和操作磁场M1的示例。然而，可在图8中看到的是，操作声发射曲线S2与参考声发射曲线S0不同。磁场曲线M0和M1事实上是相同的。
对声发射曲线S0、S2的评估指示电动机的故障，例如因为缺少电动机的轴的旋转噪声。因此可仅仅借助于声发射曲线S0、S2来将电动机的故障诊断为错误。然而，仍然不清楚错误是基于电动机的致动问题还是基于例如轴的锁定的负载问题。
然而，由于对磁场曲线M0、M1的评估，可消除这种歧义。由于磁场曲线M0和M1事实上是相同的，所以电动机的驱动在操作时间段期间也适当地进行。
因此必然存在电动机的轴的机械锁定。
仅仅通过评估声发射曲线或者仅仅通过评估磁场曲线还不能进行这样的评估。只有两种评估的组合才使得能够实现对错误来源的这种精确且确定的定位。
作为评估声发射曲线S0、S2以及对磁场M0、M1的同时评估的结果而发生的意外优点是对错误来源的更容易且更确定的定位。
在诊断设备具有附加传感器的情况下，像上面针对声传感器所描述的那样针对这些传感器来记录、存储并比较参考曲线和操作曲线。在通过控制单元2确定偏差超过定义最大偏差的情况下，控制单元2输出第一诊断消息；否则，控制单元2输出第二诊断消息。
图3示出在定义持续时间期间现场设备的声发射的两个曲线。上部或第一曲线示出给定无错误功能的现场设备的、现场设备的第一声发射。下部或第二曲线示出具有故障操作的现场设备的第二声发射。在这种情况下，所显示的第一诊断消息是“现场设备故障”。例如，故障可能是跳过特定拧紧/锤击步骤。
图式地，第一曲线与第二曲线之间的差异是清楚的。图3中所示的踢鼓状峰10在上方是在1.20秒之前并且在下方是在1.20秒之后，因为第二曲线的波是“不合时”的，也就是说在定时上稍微移位。
可以通过分别不同地生成的声发射模式来区分以下示例或故障，并且可以取决于错误而输出对应的诊断消息：
1.错误：组件的完全故障，示例是组件的脱落或旋转组件的严重失衡。诊断消息：光信号(红色)和声信号。动作指令：立即停用现场设备并更换受影响的组件。
2.错误：旋转组件润滑不足。
诊断消息：输出光信号(橙色)和声信号。动作指令：给组件润滑。
3.错误：例如发动机的碳刷的易耗件大部分磨损了。
诊断消息：输出光信号(黄色)和声信号。动作指令：订购更换部件。
4.错误：空气过滤器大部分堵塞了，使得风扇需要抵抗高阻力。诊断消息：光信号(蓝色)和声信号。动作指令：清洁空气过滤器。
如果未诊断到故障，则输出第二诊断消息：无危险操作状态指示。例如，第二诊断消息是光信号(绿色)。动作指令：定义状态(例如，活动状态＝一切正常)。

Claims (15)

1.一种用于来自自动化技术领域的现场设备的诊断设备(1)，包括：
-控制单元(2)，
-传感器载体(3)，
-立体声传感器(4)，所述立体声传感器(4)被固定在所述传感器载体(3)上，
-第一温度传感器(5)，所述第一温度传感器(5)在第一位置(P1)处被固定到所述传感器载体(3)，
-第二温度传感器(6)，所述第二温度传感器(6)在第二位置(P2)处被固定到所述传感器载体(3)，
其中，所述第一位置(P1)和所述第二位置(P2)彼此远离达第一间距(A12)，并且所述传感器载体(3)适合于被展开以使得所述第一间距(A12)被改变。
2.根据权利要求1所述的诊断设备(1)，其中，所述诊断设备(1)具有第三温度传感器(7)，所述第三温度传感器(7)在第三位置(P3)处被固定到所述传感器载体(3)，其中，所述传感器载体(3)适合于被展开为使得所述第一位置(P1)与所述第三位置(P3)之间的第二间距(A13)以及所述第二位置(P2)与所述第三位置(P3)之间的第三间距(A23)被改变。
3.根据权利要求1或2所述的诊断设备(1)，其中，所述诊断设备(1)具有第四温度传感器(8)，所述第四温度传感器(8)在第四位置(P4)处被固定到所述传感器载体(3)，其中，所述传感器载体(3)适合于被展开为使得所述第一位置(P1)与所述第四位置(P4)之间的第四间距(A14)、和所述第二位置(P2)与所述第四位置(P4)之间的第五间距(A24)、和所述第三位置(P3)与所述第四位置(P4)之间的第六间距(A34)被改变。
4.根据前述权利要求1至3中的任一项所述的诊断设备(1)，其中，所述诊断设备(1)进一步包括磁场传感器(9)。
5.根据前述权利要求1至4中的任一项所述的诊断设备(1)，其中，所述诊断设备(1)进一步包括来自由以下各项构成的组的传感器中的至少一个：光电传感器、位置传感器、加速度传感器、GPS传感器和压力传感器。
6.根据前述权利要求1至5中的任一项所述的诊断设备(1)，其中，所述控制单元(2)适合于输出或者无线地发送所述传感器(4、5、6、7、8)的测量数据或诊断消息。
7.一种用于诊断来自自动化技术领域的现场设备的诊断方法，包括以下步骤：
-提供根据权利要求1至6中的任一项所述的诊断设备(1)，
-使所述诊断设备(1)的传感器载体(3)展开以便设置所述第一温度传感器(5)的第一位置(P1)与所述第二温度传感器(6)的第二位置(P2)之间的第一间距(A12)，
-将所述现场设备投入运行，
-在第一时间段期间由所述立体声传感器(4)记录所述现场设备的参考声发射曲线(S0)，
-在所述第一时间段期间由每个温度传感器(5、6、7、8)记录参考温度曲线(T0、T0’、T0”、T0”’)，
-存储所述参考声发射曲线(S0)和所述参考温度曲线(T0、T0’、T0”、T0”’)，
-在第二时间段期间由所述立体声传感器(4)记录操作声发射曲线(S1)，
-在所述第二时间段期间由每个温度传感器(5、6、7、8)记录操作温度曲线(T1、T1’、T1”、T1”’)，
-存储所述操作声发射曲线(S1)和所述操作温度曲线(T1、T1’、T1”、T1”’)，
-将所述参考声发射曲线(S0)与所述操作声发射曲线(S1)进行比较，
-将所述参考温度曲线(T0、T0’、T0”、T0”’)与所述操作温度曲线(T1、T1’、T1”、T1”’)进行比较，
-如果所述操作声发射曲线(S1)与所述参考声发射曲线(S0)的偏差超过最大偏差，并且/或者如果所述操作温度曲线(T1、T1’、T1”、T1”’)与所述参考温度曲线(T0、T0’、T0”、T0”’)的偏差超过最大偏差，则输出第一诊断消息，
其中，所述输出第一诊断消息包括对错误来源的定位相关识别。
8.根据权利要求7结合权利要求2所述的诊断方法，其中，所述传感器载体(3)被展开以使得所述第一温度传感器(5)的所述第一位置(P1)与所述第三温度传感器(7)的第三位置(P3)之间的第二间距(A13)被设置，并且所述第二温度传感器(6)的所述第二位置(P2)与所述第三温度传感器(7)的所述第三位置(P3)之间的第三间距(A23)被设置。
9.根据权利要求7或8结合权利要求3所述的诊断方法，其中，所述传感器载体(3)被展开以使得所述第一温度传感器(5)的所述第一位置(P1)与所述第四温度传感器(8)的第四位置(P4)之间的第四间距(A14)被设置，并且所述第二温度传感器(6)的所述第二位置(P2)与所述第四温度传感器(8)的所述第四位置(P4)之间的第五间距(A24)被设置，并且所述第三温度传感器(7)的所述第三位置(P3)与所述第四温度传感器(8)的所述第四位置(P4)之间的第六间距(A34)被设置。
10.根据权利要求7至9中的任一项所述的诊断方法，其中，所述诊断设备(1)被布置在所述现场设备中，并且所述第一间距(A12、A13、A23、A14、A24)被设置为使得所述温度传感器(5、6、7、8)的位置(P1、P2、P3、P4)与所述现场设备的拐角点重合。
11.根据权利要求7至10所述的诊断方法，其中，由磁场传感器(9)在第一时间段期间记录参考磁场(M0)，并且在第二时间段期间记录操作磁场(M1)，其中，所述操作磁场(M1)与所述参考磁场(M0)进行比较，并且如果所述操作磁场(M1)与所述参考磁场(M0)的偏差超过最大偏差，则输出所述第一诊断消息。
12.根据权利要求7至11中的任一项所述的诊断方法，其中，由来自光电传感器、位置传感器、加速度传感器、GPS传感器和压力传感器的组的传感器中的一个在第一时间段期间记录参考信号(A0)，并且在第二时间段期间记录操作信号(A1)，其中，所述操作信号(A1)与所述参考信号(A0)进行比较，并且如果所述操作信号(A1)与所述参考信号(A0)的偏差超过最大偏差，则输出所述第一诊断消息。
13.根据权利要求7至12中的任一项所述的诊断方法，其中，取决于对所述第一诊断消息的定位相关识别而输出特定动作指令。
14.根据权利要求7至13中的任一项所述的诊断方法，其中，如果所述操作声发射曲线(S1)与所述参考声发射曲线(S0)的偏差不超过所述最大偏差，并且如果所述操作温度曲线(T1、T1’、T1”、T1”’)与所述参考温度曲线(T0、T0’、T0”、T0”’)的偏差不超过所述最大偏差，则输出第二诊断消息，以便发信号通知所述现场设备没有错误。
15.根据权利要求7至14中的任一项所述的诊断方法，其中，所述第一诊断消息和/或所述第二诊断消息作为光信号和/或声信号被输出。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019126764A1 (de) * 2019-10-04 2021-04-08 Homag Gmbh Verfahren zum Ermitteln eines Verschleißgrades, Einrichtung zum Ermitteln eines Verschleißgrades sowie Bearbeitungseinrichtung und Computerprogramm
CN111730641A (zh) * 2020-07-01 2020-10-02 珠海格力智能装备有限公司 噪音声源的确定方法、装置、处理器及电子装置

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0283687A1 (de) * 1987-03-13 1988-09-28 Robert Bosch Gmbh Positionsmessvorrichtung
CN200968903Y (zh) * 2006-08-15 2007-10-31 西南交通大学 列车压缩空气消耗量实时检测装置
JP2008249647A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Chiyoda Corp 管内付着物診断方法
CN101465311A (zh) * 2007-12-19 2009-06-24 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 基片偏移的诊断及校正方法和诊断及校正装置
CN101679009A (zh) * 2007-06-18 2010-03-24 因温特奥股份公司 用于监视制动装置的装置和方法
CN101960193A (zh) * 2008-02-29 2011-01-26 费希尔控制国际公司 用于检测控制阀部件失效的诊断方法
EP2990825A1 (de) * 2014-08-26 2016-03-02 Miele & Cie. KG Verfahren und vorrichtung zum steuern eines haushaltsgeräts sowie haushaltsgerät
JP2016059481A (ja) * 2014-09-16 2016-04-25 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー 超音波診断装置及びその制御プログラム
DE102015203752A1 (de) * 2015-03-03 2016-09-08 Zf Friedrichshafen Ag Sensorvorrichtung zum Erfassen einer Wählhebelposition und Wählhebelvorrichtung für ein Kraftfahrzeug

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE59906103D1 (de) * 1998-04-17 2003-07-31 Siemens Ag Softwarekomponente für ein diagnosesystem mit assistentenunterstützter projektierung
EP1990616A3 (de) * 1998-11-06 2012-10-31 Prüftechnik Dieter Busch AG Vorrichtung und Verfahren zum Erfassen von Schwingungssignalen und/oder Körperschallsignalen
DE10253564A1 (de) * 2002-11-15 2004-05-27 Embigence Gmbh Verfahren zur Erkennung und Überwachung von Betriebszuständen eines Maschinenprozesses mit Geräuschdaten
RU85190U1 (ru) * 2009-04-03 2009-07-27 Открытое акционерное общество "Российская инновационная топливно-энергетическая компания (ОАО "РИТЭК") Скважинный стационарный градиент-термометр
US20150088321A1 (en) * 2013-09-24 2015-03-26 Bray International, Inc. Self-Learning Closed-Loop Control Valve System
DE102016008987B4 (de) * 2015-07-31 2021-09-16 Fanuc Corporation Maschinenlernverfahren und Maschinenlernvorrichtung zum Lernen von Fehlerbedingungen, und Fehlervorhersagevorrichtung und Fehlervorhersagesystem, das die Maschinenlernvorrichtung einschließt
EP3468460B1 (en) 2016-06-12 2020-08-26 Nokia Technologies Oy Method and apparatus for estimating a body temperature

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0283687A1 (de) * 1987-03-13 1988-09-28 Robert Bosch Gmbh Positionsmessvorrichtung
CN200968903Y (zh) * 2006-08-15 2007-10-31 西南交通大学 列车压缩空气消耗量实时检测装置
JP2008249647A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Chiyoda Corp 管内付着物診断方法
CN101679009A (zh) * 2007-06-18 2010-03-24 因温特奥股份公司 用于监视制动装置的装置和方法
CN101465311A (zh) * 2007-12-19 2009-06-24 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 基片偏移的诊断及校正方法和诊断及校正装置
CN101960193A (zh) * 2008-02-29 2011-01-26 费希尔控制国际公司 用于检测控制阀部件失效的诊断方法
EP2990825A1 (de) * 2014-08-26 2016-03-02 Miele & Cie. KG Verfahren und vorrichtung zum steuern eines haushaltsgeräts sowie haushaltsgerät
JP2016059481A (ja) * 2014-09-16 2016-04-25 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー 超音波診断装置及びその制御プログラム
DE102015203752A1 (de) * 2015-03-03 2016-09-08 Zf Friedrichshafen Ag Sensorvorrichtung zum Erfassen einer Wählhebelposition und Wählhebelvorrichtung für ein Kraftfahrzeug

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