CN111505499A - 用于监测发电机组使用时间的自主装置及相应的发电机组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于监测发电机组(9)的使用时间的自主设备(1)，其能够提供所述发电机组(9)的运行持续时间的至少一项特征信息，所述设备(1)的特征在于其包括：‑至少第一传感器(101)，其能够测量代表所述发电机(9)的运行状态的第一参数；‑处理装置，根据所述第一参数输出所述运行持续时间的特征信息项；‑所述运行持续时间的特征信息项的内部存储装置；‑传输装置(103)，其能够向外部终端或外部服务器传输所述运行持续时间的特征信息项。

Description

用于监测发电机组使用时间的自主装置及相应的发电机组

技术领域

本发明涉及的是监测发电机组、尤其是便携式发电机组的使用和维护的领域，发电机组尤其是旨在用于在任何类型的场所和土地上的局部或临时实施。

因此，本发明在便携式发电机组以及更一般地包括用于发电的装置(例如焊接组或照明桅杆)的移动系统的领域中找到特定的应用。这些不同的系统在下文中包含在术语“发电机组”中。

背景技术

移动式或可运输式发电机组已经众所周知了很多年。它们使得用户可以具有用于提供额外或连续电力的设备或者用于在没有永久供电的任何类型的场所或土地(建筑工地、住宿地、港口等)上提供电力的设备。便携式发电机组可以由个人或专业人员拥有，也可以由设备租赁公司租用。

常规地，发电机组包括机架，在机架上特别地安装有发动机和交流发电机。发动机、通常是热力发动机，使交流发电机转动以发电。

必须根据制造商确定的明确的运行持续时间(例如，在说明中提及)定期维护发电机组。因此，测量发电机组的使用或运行持续时间，以确定需要维护的时刻是有用的。

因此，对于用户或租赁公司的园区管理员来说，重要的是要知道这些持续时间，并及时实现所需的维护操作。这对于确保发电机组正常运行及其可靠性是必要的。

某些机组，特别是大容量机组，配备有用于测量由该机组产生的电流或电压的存在的集成监测装置，以及用于计算相应的运行时间的装置和维护管理的装置。另一方面，便携式发电机组通常不具有这种设备。

实际上，特别是出于紧凑和/或成本的原因，这些设备不容易适应便携式发电机组，这些设备以相对较低的价格出售。

因此，用户必须自己估算运行时间，从而估算维护时刻。便携式发电机组的、除了人工之外的监测的这种缺乏是这种便携式发电机组的缺点，这是因为这种便携式发电机组可能会因此造成不规律的或者不足的养护或维护，而发电机组为了其正常运行需要规律的维护和养护，使得特别地不影响其性能和寿命。

这些便携式发电机组的养护监测不佳，还可能伴随处理故障(电击、暴露于极端温度等)，会导致发电机组加速老化，和因此导致比预期的还不令人满意的使用寿命。

此外，除了可能使发电机组老化外，不定期养护、即不符合制造商的建议的养护还会给用户带来风险。

因此，存在对这些便携式发电机组进行改进的需要。

发明内容

因此，本发明的目的是至少部分地克服现有技术的这些缺点。

该目的以及在本说明书的其余部分中可能出现的其他目的通过一种用于监测发电机组的使用时间的自主设备得以实现，所述自主设备能够提供发电机组的运行持续时间的至少一项特征信息，所述设备包括：

-至少第一传感器，其能够测量代表发电机的运行状态的第一参数；

-处理装置，根据所述第一参数输出所述运行持续时间的特征信息项；

-所述运行持续时间的特征信息项的内部存储装置；

-传输装置，其能够向外部终端或外部服务器传输所述运行持续时间的特征信息项。

因此，本发明提出了一种新颖的发明方法，使得可以至少部分地解决现有技术的缺点。

尤其，这种设备使得用户可以在外部监测工具(例如电话、平板电脑、计算机、服务器等)上监测其发电机组的使用时间，可以独立地确定，即特别地在不与发电机组电连接的情况下测量所产生的电压或电流强度，并且因此进行或使在适当的时候进行所需的维护操作。

在自主设备中实施能够测量代表发电机组的运行状态的参数的传感器的事实使得可以在没有电连接的情况下检测发电机组是否在运行。传感器不测定电流，而是测定物理现象，该物理现象表示该组处于运行状态的事实，例如，由于发动机引起的振动或温度，由交流发电机引起的电磁场。自主设备提供由此检测到的运行时间的总和，并且可以传输其已编译的总持续时间，以便确定是否需要维护。以简单的方式使得对发电机组的使用时间的监测以及因此对发电机组的维护的监测变得可靠。

另外，由于与该机组的发电装置没有连接，因此使得可以集成到一个简单且便宜的便携式发电机组中，如果需要，可以以可选元件的形式集成，从而可以在发电机组的寿命的任意时刻安装。

根据本发明的实施方式，设备包括至少一个第二传感器，该第二传感器能够测量代表所述发电机组的运行状态的第二参数，当两个传感器输出指示潜在运行的参数时，所述处理装置认为所述发电机组在运行中。

特别地通过避免错误的运行检测，特别是在单个传感器将检测到与可能由机组产生的现象类似的现象但事实上由外部产生的情况下，使用至少两个传感器的事实使得可以输出更可靠的运行持续时间的特征信息项。例如，这种特征信息项不受发电机组所处的外部环境的干扰(由于在货车中运输发电机组而引起的振动、由于高压线路而引起的电磁场)，因此传输运行持续时间的特征信息项的装置是可靠的。

根据该方法，当两个传感器测量到指示潜在运行的参数时，即当第一传感器和第二传感器检测到指示该机组在运行中的参数时，处理装置认为发电机组在运行中。

换句话说，仅当两个传感器测量到指示该机组正在运行的参数时，才输出运行状态的特征信息项。

根据本发明的至少一个实施方式的方面，所述一个或多个传感器属于包括以下的组：

-能够测定由所述发电机组的交流发电机产生的磁场的存在的磁传感器；

-能够捕获由所述发电机组的发动机产生的振动的振动传感器。

这两个信息项确实是发电机组的运行特征，并且相对容易检测和分析。

可以理解，在一个特定的实施方式中，存在两个传感器(一个磁传感器和另一个振动传感器)是有益的，这是因为使得可以检测到该机组的两个主要元件、即交流发电机和发动机都在运行，。这也有效地降低了错误检测的风险。

根据本发明至少一个实施方式的方面，所述第一传感器是测定从25到450μT的电磁场的存在的磁传感器。

利用用于第一传感器的测量值的该数量级，可以省去不是发电机组的运行状态的特征的剩余场的测量。

根据本发明至少一个实施方式的另一方面，所述第二传感器是能够捕获从20到200Hz的振动的振动传感器。

根据至少一个实施方式的具体特征，所述自主设备包括地理定位装置。

这样的装置例如可以使得能够监测和控制机组的位置和使用，并且便于它们的维护，特别是在便携式发电机组园区的管理的框架内(例如对于一家租赁公司或有多个机组的公司而言)，并在必要时与盗窃作斗争或寻找失散的机组。

根据至少一个实施方式的具体方面，通信装置实施低功耗蓝牙通信协议。

这使得可以使设备的自主性最优化。

根据本发明至少一个实施方式的又一方面，所述设备包括唯一的识别装置。

这样可以方便监测，并在盗窃或丢失的情况下识别机组的所有者。

本发明还涉及一种发电机组，其具有或包括根据前述实施方式中任一项所述的用于监测使用时间的自主设备。

根据本发明至少一个实施方式的特征，用于监测使用时间的自主设备通过机械固定装置固定至所述机架。

在这种情况下，机械固定装置可能是不可逆的，特别是适于检测它们是否已被移除或移动(例如以便在使用的所有小时隐藏)。

附图说明

通过阅读下列以简单的说明性和非限制性示例给出的特定实施方式的描述以及附图，本发明的其他特征和优点将变得更加清楚，其中：

-图1是发电机组的透视图，该发电机组包括根据本发明实施方式的用于监测使用时间的自主设备；

-图2是在不具有侧盖的情况下发电机组的一部分的透视图，其包括根据图1的实施方式的用于监测使用时间的自主设备；

-图3是根据图1和图2的实施方式的、固定在发电机组的机架上的用于监测使用时间的自主设备的仰视透视图；

-图4是根据图1至3的实施方式的用于监测使用时间的自主设备的俯视透视图；

-图5是根据图1至4的实施方式的用于监测使用时间的自主设备的仰视透视图，以及

-图6是示出根据图1至5的实施方式的用于监测使用时间的自主设备的不同组件的示意图。

具体实施方式

借助于图1至图6，下文示出本发明的实施方式，其被视为简单的说明性而非限制性的示例。

如图1所示，发电机组9包括形成发电机组的刚性结构的框架的机架90(也称为基座)，以及保护盖93和保护各种部件的侧盖94。

在机架90上和盖93下方安装了发电所需的各种元件，尤其是图2可见的发动机91和交流发电机92。

如图1和图2所示，发电机组还带有用于监测发电机组使用时间的自主设备1。

该自主设备被放置在发动机91和交流发电机附近，以便于控制这些元件。更特别地，这种接近使得可以进行相对精确和可靠的监测，并且外部环境将对所收集的数据具有最小的影响。

该设备1通过机械固定装置13、20、21固定到机架90。

从图3中可以看出，这些固定装置具有螺杆20的形式，设备1安装在螺杆上(在图4所示的孔13的位置)，自主装置然后通过螺母21保持固定在机架上，所述螺母在这里是六角螺母。

显然，在其他实施方式中，可以设置用于将设备固定到发电机组的其他装置。

例如，可以设置一种通过不可移动的手段(例如通过焊接)固定到发电机的装置。

还可以设置一种被模制或包覆成型在发电机组的元件上的设备。

下面特别参照图4至图6描述根据本发明的用于监测发电机组的使用时间的自主设备1的第一实施方式。

如这些图所示，设备1包括承载孔13的第一部分10。该腔的外围可以承载增强环，该增强环可以例如由金属制成。

设备1包括第二部分12，其厚度大于第一部分10的厚度。

在该实施方式中，第一部分10的厚度为1mm到5mm(在所示版本中约为5mm)，第二部分12的厚度为10mm到20mm(在所示版本中约为13mm)。

此外，这样的自主设备1可以具有长度(较大侧为几厘米，优选地小于20cm)。

另外，这种自主设备1可以具有几厘米的宽度，优选地小于10cm。

第一部分10和第二部分12之间的这种厚度差形成了界定这些第一和第二部分的边缘11。该边缘还可以形成用于将设备1固定到发电机组的固定装置的保护。

在该实施方式中，第一部分10具有椭圆形的形状。在其旁边，第二部分12具有基本矩形的形状。其他形状和尺寸当然是可设想的。

用于监测发电机组9的使用时间的自主设备1能够提供该发电机组的运行持续时间的至少一项特征信息。

该运行持续时间的这种特征信息项例如可以包括发电机组的总运行持续时间的小时数，或者关于在不中断该发电机组的情况下的运行小时数的信息。

该自主设备还可以提供其他信息，例如来自发电机组维修或维护服务手册的数据、首次启动的日期或发电机组组的位置。

因此，自主设备可以为此包括地理定位装置。最后一点对于在租赁或多站点活动的情况下了解机组的位置可能特别有用。

如图6所示，该设备1包括：

-传输装置103，其能够将发电机组的运行持续时间的该特征信息项传输到外部终端或外部服务器，以及

-第一传感器101，其能够测量代表发电机组的运行状态的第一参数。

-处理装置104，其根据至少第一参数来输出运行持续时间的特征信息项；

-用于内部存储运行持续时间的特征信息项的装置106。

在该实施例中，自主设备1还包括第二传感器102，其能够测量代表发电机组9的运行状态的第二参数。

在设备内实施单个传感器的实施方式中，由自主设备提供的发电机组的运行状态的至少一项特征信息项取决于所测量的第一代表参数。

在该实施方式中，由设备1提供的发电机组9的运行状态的特征信息项取决于所测量的第一和第二代表参数。

该自主设备还可以包括未连接到发电机组的自主电源，以便是完全自主的。

在所示的实施方式中，第一传感器101是能够测定由发电机组的交流发电机92产生的磁场的存在的磁传感器。

因此，由该第一传感器101测量的代表参数与发电机组的交流发电机的转动关联，相对而言，其是由于交流发电机是否运行时由交流发电机92产生的磁场之间的差异较大产生的参数。

实际上，如果交流发电机关闭或处于运行状态，则交流发电机产生的磁场的测定值的差异非常大。

如图1和图2所示，自主设备1被放置在交流发电机附近的事实也使得可以获得该测量的第一代表参数的可靠测定。

但是，在某些情况下，例如，如果将机组放置在本身会产生磁场的外部电源附近(例如高压线或附近的其他机组)，这可能还不够。

因此，我们可以对产生的磁场进行精细分析，以从中提取交流发电机的特定特性(该信息也可用于检查交流发电机的状态并在必要时检测异常)。

根据另一种方法，可以实施能够获取发电机组9的发动机91产生的振动的振动传感器。

这种传感器使得可以在电动机91运行时检测该电动机的振动。

但是，在某些情况下，例如，如果将机组放置在也会产生振动的移动车辆中，这可能还不够。

因此，我们可以对产生的振动进行精细分析，以从中提取发动机的特定特性(该信息也可以用于检查发动机的状态并在必要时检测异常)。

根据特定的实施方式，设置存在(至少)两个传感器，尤其是磁场传感器和振动传感器。

因此，在该实施方式中，由设备1提供的发电机组9的运行持续时间的特征信息项可以考虑所测量的第一和第二代表参数。

设置第一传感器101和第二传感器102的事实使得可以输出运行持续时间的特征信息项，该信息更可靠，并且例如不受放置发电机组的外部环境的干扰，因此通过传输装置103传输可靠的信息项。

实际上，当两个传感器输出指示潜在运行的参数时，也就是说，当发动机和交流发电机运行时，所述处理装置认为发电机组在运行中。

实际上，如果将发电机组放置在具有强磁场的环境中，可能会干扰由第一传感器101进行的第一参数的测量。然而，通过与由第二振动传感器102进行的第二参数的测量进行交叉检查，当发电机组没有运行时，由于第二传感器没有在发动机91处捕获到振动，因此测定到磁场也不被识别为发电机组的运行。

如果在发电机组处发生振动、例如在运输时，也是如此。在这种情况下，由第二传感器102进行的第二参数的测量可能由于例如由于发电机组在运输过程中的道路不平整产生的振动而受到干扰。然而，通过与由第一磁场传感器101进行的第一参数的测量进行交叉检查，当发电机组没有运行时，由于第一传感器没有在交流发电机92处测定到磁场，因此检测到振动也不被识别为发电机组的运行。

因此，从相关的代表参数、这里是由交流发电机92发出的磁场和发动机91发出的振动的分析，设备则借助于处理装置104输出发电机组的运行状态的特征信息项。

在该实施方式中，第一传感器101测定5μT到750μT、更特别地25μT到450μT的电磁场的存在。

另外，第二传感器102捕获20Hz到200Hz的振动。更一般地，并且根据实施方式，该第二传感器可以捕获10Hz到1000Hz的振动。

因此，利用用于第一传感器101和第二传感器102的测量值的数量级，省去了不是发电机组的运行状态的特征的剩余物理量的测量。

应当注意，根据其他实施方式，可以设置第一传感器和第二传感器为其他类型。

例如，可以实施温度传感器，例如发动机温度的传感器。

还可以在发电机组的元件的端子处设置电压传感器。

还可以提供声学传感器，例如以评估由发动机或通过交流发电机的转动发出的声音。

还可以提供油压传感器、交流发电机速度传感器或空气流量传感器。

最后，可以设置非自主传感器，例如交流发电机频率模拟值传感器或连接到发电机组电源的电压传感器。

还可以设置一种用于将自主设备安装在机架上的传感器，以确保将自主设备令人满意地安装在发电机组上。

另外，可以为所实施的传感器设置附加功能。例如可以设置振动传感器也捕获与发电机组上的冲击相对应的振动峰，以便发出关于发电机组损坏的风险的信息。

输出运行持续时间的特征信息项的处理装置104可以包括例如微控制器，其接收来自传感器的数据并且对这些数据进行处理。这种处理特别地可以与时基测量单元结合进行，该单元提供经过时间的测量。

用于内部存储运行持续时间的特征信息项的装置106的目的是存储设备的运行数据以及至少存储运行持续时间的特征信息项。

该存储单元还可以用于保存数据记录，包括日期、时间、设备的位置和使用时间。还可以保存其他参数，例如上电时间、运输时间等。

然后，发电机组的运行持续时间的特征信息项可以通过传输装置传输到外部终端或外部服务器。

这样的外部终端可以例如是用户的智能电话或平板电脑。

输送信息项的传输装置103可以例如基于被称为“低功耗”蓝牙的技术。

这样的技术具有低消耗的优点，这使得在移动终端和设备之间具有双向链路的同时可以具有相对较大的设备1的能量自主性。

然而，可以设置其他实施方式，其中从设备到外部移动终端或外部服务器的通信模式是单向的。

也可以设置基于NFC、Zigbee、蓝牙、Zwave、WiFi、LoRa、Sigfox或甚至移动蜂窝网络或低速无线电网络的传输装置。特别地，设备可以经由旨在用于“物联网”的协议进行通信。

在该实施方式中，如图6所示，设备1还包括用于识别该设备的识别装置105。

在该实施方式中，这些识别装置是唯一的，以确保设备的唯一性并避免例如在发电机组之间交换设备。

可以设置这种识别装置包括与发电机组的序列号连接的序列号。

还可设置用于识别需要将该自主识别与移动终端甚至发电机组配对的设备识别装置。

如上所述，根据一个实施方式，还可以设置自主设备具有地理定位装置。

以这种方式，可以通过检测发电机组或自主设备的位置来补救发电机组的可能的盗窃。

该设备还可以包括指示器(发光二极管、屏幕)，用于指示状态和/或发出需要连接(如果最后一次连接太旧)、需要维护(如果记录的持续时间大于阈值)等的信号。

本发明特别具有的优点在于使得用户或操作者可以具有监测可移动的发电机组或设置一组移动发电机组的运行持续时间并有效地管理他们的维护的可能性。

根据本发明的至少一个实施方式，另一优点在于提供一种解决方案，无论发电机组的使用环境如何，该解决方案都是可靠的。

本发明的至少一个实施方式的另一优点在于实施一种易于使用且实现成本低廉的设备。

还应注意的是，设备的安装可以在机组的制造期间或以后以选择或补充的形式进行。

Claims (10)

1.一种用于监测发电机组(9)的使用时间的自主设备(1)，能够提供所述发电机组(9)的运行持续时间的至少一项特征信息，其特征在于，所述设备(1)包括：

-至少第一传感器(101)，其能够测量代表所述发电机(9)的运行状态的第一参数；

-处理装置，根据所述第一参数输出所述运行持续时间的特征信息项；

-所述运行持续时间的特征信息项的内部存储装置；

-传输装置(103)，其能够向外部终端或外部服务器传输所述运行持续时间的特征信息项。

2.根据权利要求1所述的用于监测使用时间的自主设备(1)，其特征在于，包括至少一个第二传感器(102)，该第二传感器能够测量代表所述发电机组(9)的运行状态的第二参数，当两个传感器输出指示潜在运行的参数时，所述处理装置认为所述发电机组在运行中。

3.根据权利要求1或2所述的用于监测使用时间的自主设备(1)，其特征在于，所述一个或多个传感器属于包括以下的组：

-能够测定由所述发电机组的交流发电机(92)产生的磁场的存在的磁传感器；

-能够捕获由所述发电机组(9)的发动机(91)产生的振动的振动传感器。

4.根据权利要求3所述的用于监测使用时间的自主设备(1)，其特征在于，所述第一传感器(101)是测定从25到450μT的电磁场的存在的磁传感器。

5.根据权利要求3或4中的任一项所述的用于监测使用时间的自主设备(1)，其特征在于，所述第二传感器(102)是捕获从20到200Hz的振动的振动传感器。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的用于监测使用时间的自主设备(1)，其特征在于，所述自主设备包括地理定位装置。

7.根据前述权利要求中任一项所述的用于监测使用时间的自主设备(1)，其特征在于，通信装置(103)实施低功耗蓝牙通信协议。

8.根据前述权利要求中任一项所述的用于监测使用时间的自主设备(1)，其特征在于，所述自主设备包括唯一的识别装置(105)。

9.一种发电机组(9)，其包括机架(90)，特别地发动机(91)和交流发电机(92)安装在该机架上，其特征在于，所述发电机组还包括根据权利要求1至8中任一项所述的用于监测使用时间的自主设备(1)。

10.根据前述权利要求所述的发电机组(9)，其特征在于，用于监测使用时间的所述自主设备(1)通过机械固定装置(13、20、21)固定至所述机架(90)。

Images