CN113970443A

CN113970443A - 扭转-横向交叉耦合检测

Info

Publication number: CN113970443A
Application number: CN202110844157.2A
Authority: CN
Inventors: B·F·霍华德; D·R·奥康纳; J·W·格兰特
Original assignee: Baker Hughes Oilfield Operations LLC
Current assignee: Baker Hughes Oilfield Operations LLC
Priority date: 2020-07-24
Filing date: 2021-07-26
Publication date: 2022-01-25
Anticipated expiration: 2041-07-26
Also published as: US20220026263A1; EP3943898B1; EP3943898A1; US11592327B2; CN113970443B; DK3943898T3; US20240053192A1

Abstract

本发明题为“扭转‑横向交叉耦合检测”。本发明公开了一种方法，该方法包括接收表征机器的轴的时间相关横向振动的数据，该横向振动指示该轴的至少一部分垂直于第一方向的运动。该横向振动由位于该轴上的第一预先确定的位置处的第一传感器检测。该方法还包括接收表征该轴的时间相关扭转振动的数据，该扭转振动指示该轴围绕该第一方向的旋转。该扭转振动由位于该轴上的第二预先确定的位置处的第二传感器检测。该方法还包括计算表征时间相关横向振动的数据和表征时间相关扭转振动的数据的相干性。该方法还包括基于该相干性识别该频域中指示该时间相关横向振动和该时间相关扭转振动之间的耦合的第一频率值。

Description

扭转-横向交叉耦合检测

相关申请

本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2020年7月24日提交的美国临时专利申请号63/056,158的优先权，该专利申请的全部内容据此以引用方式明确地并入本文。

背景技术

相干性可用于检查两个信号或数据集之间的关系。例如，相干性可用于估计线性系统的输入和输出之间的功率传递。另外，对于线性系统，相干性可用于估计输入和输出之间的因果关系。

发明内容

所公开的主题的各个方面可提供以下能力中的一种或多种。

本发明公开了一种方法，该方法包括接收表征机器的轴的时间相关横向振动的数据，该横向振动指示该轴的至少一部分垂直于第一方向的运动。该横向振动由位于该轴上的第一预先确定的位置处的第一传感器检测。该方法还包括接收表征该轴的时间相关扭转振动的数据，该扭转振动指示该轴围绕该第一方向的旋转。该扭转振动由位于该轴上的第二预先确定的位置处的第二传感器检测。该方法还包括计算表征时间相关横向振动的该数据和表征时间相关扭转振动的该数据的相干性。该方法还包括基于该相干性识别该频域中指示该时间相关横向振动和该时间相关扭转振动之间的耦合的第一频率值。该耦合包括在第一频率下将能量从横向振动传递到扭转振动或反之亦然。该方法还包括提供第一频率和/或相干性的至少一部分。

以下特征中的一个或多个特征可包括在任何可行组合中。

在一个具体实施中，第一预先确定的位置位于该轴与被构造成驱动该轴的驱动机构的耦合位置的近侧。在一些具体实施中，该驱动机构是被构造成使轴围绕第一轴线旋转的齿轮箱。在一些具体实施中，该驱动机构是被构造成使轴围绕第一轴线旋转的感应马达。在一些具体实施中，第二预先确定的位置位于该轴的横向振动的波节的近侧。

在一些具体实施中，计算相干性还包括通过将时间相关横向振动从时域变换到频域来计算横向频谱；以及通过变换频域中的时间相关扭转振动来计算扭转频谱。相干性是基于横向频谱与扭转频谱的乘积的。

在一些具体实施中，识别频域中的第一频率值包括识别相干性的第一峰值，其中第一峰值具有大于预先确定的阈值的值，并且第一峰值位于第一频率处。在一些具体实施中，该方法还包括通过至少识别相干性的第二峰值来识别频域中的第二频率值，其中第二峰值具有大于预先确定的阈值的值，并且第二峰值位于第二频率处。

在一些具体实施中，该计算包括将时间相关横向振动和时间相关扭转振动从时域变换到频域。在一些具体实施中，第一传感器是涡流传感器。在一些具体实施中，第二传感器是磁致伸缩扭转传感器、解调扭转传感器和应变扭转传感器中的一者。

在一些具体实施中，第一传感器是轴向振动传感器，该轴向振动传感器被构造成检测并提供表征该轴的时间相关轴向振动的信号。该轴向振动指示该轴的至少一部分平行于第一方向的运动。该轴向振动传感器位于该轴上的第一预先确定的位置处。在一些具体实施中，第二传感器是轴向振动传感器。

还描述了存储指令的非暂态计算机程序产品(即，物理体现的计算机程序产品)，当指令由一个或多个计算系统的一个或多个数据处理器执行时，使至少一个数据处理器执行本文中的操作。类似地，还描述了计算机系统，该计算机系统可以包括一个或多个数据处理器和耦接到该一个或多个数据处理器的存储器。存储器可以临时或永久地存储使至少一个处理器执行本文描述的操作中的一个或多个操作的指令。另外，方法可以由单个计算系统内的一个或多个数据处理器或分布在两个或多个计算系统之间的一个或多个数据处理器来实现。此类计算系统可经由一个或多个连接、包括网络(例如，互联网、无线广域网、局域网、广域网、有线网络等)上的连接、经由多个计算系统中的一个或多个计算系统之间的直接连接等来连接并且可交换数据和/或命令或其他指令等。

所公开的这些和其他能力将在回顾下面的附图、具体实施方式和权利要求书之后被更全面地理解。

附图说明

根据以下结合附图的详细描述，将更容易理解这些和其他特征，其中：

图1示出了质量弹簧阻尼系统的示例性具体实施；

图2示出了图1中的质量弹簧阻尼系统的响应的示例性曲线图；

图3示出了图1中的质量弹簧阻尼系统的输入信号和输出信号的相干性的示例性曲线图；

图4是用于确定横向振动和扭转振动之间的交叉耦合的示例性方法的流程图；

图5示出了示例性机器系统；

图6示出了扭转振动信号、横向振动信号和相干性的示例性曲线图；

图7示出了裂纹进展程度不同的轴的示例性相干性曲线图；

图8示出了与图7中的第一频带相关联的第一组峰值和与第二频带相关联的第二组峰值的示例性曲线图。

具体实施方式

工业系统可包括具有可耦合在一起的多个移动部件的机器。在一些具体实施中，给定的机器部件可同时经历多个运动。例如，机器部件(例如，轴)可同时沿横向方向、轴向方向和扭转方向移动(例如，振动)。各种振动可彼此脱离(例如，横向/轴向振动可不影响扭转振动)。然而，机器的变化(例如，裂纹的形成、轴的非对称加载等)可导致横向/轴向振动和扭转振动之间的耦合。例如，与横向/轴向振动相关联的能量可传递到扭转振动(或反之亦然)。这可导致机器的不期望的操作(例如，机器以不可预测的方式运行、机器损坏等)。因此，希望识别横向/轴向振动和扭转振动之间的耦合。在本主题的一些具体实施中，可通过确定横向/轴向振动和扭转振动之间的交叉耦合来识别横向/轴向和扭转振动耦合之间的耦合。这可包括经由可操作地耦接到机器的第一传感器确定横向/轴向振动，以及经由可操作地耦接到机器的第二传感器确定扭转振动。在一些具体实施中，传感器可放置在机器上的预先确定的位置处，使得目标振动(例如，横向振动、扭转振动等)的检测得到改善(例如，通过选择性检测)。这可导致改善相干性的计算并识别正在发生耦合的振动频率。

在时变系统的一些具体实施中，理解其中单个输入和单个输出之间的线性关系可能是有帮助的。相干性可用于理解频域中的这种关系。相干性是可描述信号之间的关系的统计量度。相干函数(例如，量值平方相干性)可估计两个信号之间的功率传递。相干函数(或“相干性”)假定信号之间的传递函数是线性的，并且系统随时间推移具有统计相似性。相干性返回0和1之间的值(包括端值)，其中0表示无关系，并且1表示理想的线性系统。

弹簧质量阻尼系统可示出机械系统分析中的相干性应用。图1示出了质量弹簧阻尼系统100的示例性具体实施。系统100包括耦合到具有刚度k的弹簧104的物体102(具有质量m)。系统100的特征在于阻尼因数b和施加在对象102上的力F。该系统的未采样自然频率由下式表示：

如果物体的质量m是1千克，并且刚度k是

则自然频率由下式给出：

图2示出了质量弹簧阻尼系统100的响应的示例性曲线图200。示例性曲线图200包括振幅曲线图202和相位曲线图204。振幅曲线图202包括质量弹簧阻尼系统100的响应的绝对值的图表。相位曲线图204包括质量弹簧阻尼系统100的响应的相位(或角度)的图表。

在一些具体实施中，质量弹簧阻尼系统100的多个频谱频率可通过使用白噪音作为输入信号(例如，而不是脉冲信号)来激发。图3示出了质量弹簧阻尼系统100的输入信号(白噪声)和输出信号的相干性的示例性曲线图300。相干性指示输入信号和输出信号之间的相干性。例如，相干性在6Hz至8Hz频带之外接近于一(例如，其匹配图2中的线性响应区域)。在6Hz至8Hz频带中，相干性下降至低于一(例如，因为谐振是非线性的)。在8Hz下谐振衰减之后，相干性接近一。例如，由于系统的非线性响应，相干性可降至低于一。在一些具体实施中，由于系统中的噪声和/或由于系统比单个输入-单个输出更复杂，因此相干性可降至低于一。

图4是用于估计横向振动和扭转振动之间的交叉耦合(例如，经由相干性)的示例性方法400的流程图。在步骤402处，接收表征机器的轴的时间相关横向振动(或轴向振动)的数据(例如，由计算设备560中的处理器)。轴的横向振动可包括轴(或其一部分)垂直于与轴相关联的第一方向(例如，沿轴的轴线)的运动。横向振动可由可操作地耦接到轴的第一传感器(例如，涡流探头)检测。在一些具体实施中，轴的轴向振动可包括轴(或其一部分)的平行于第一方向510的运动。轴向振动可由第一传感器512(例如，涡流探头)检测。在一些具体实施中，轴向振动可由第二传感器514检测。

图5示出了包括马达驱动压缩机组550和计算设备560的示例性机器系统500。压缩机组550包括第一轴502和可驱动第一轴502的齿轮箱504。齿轮箱504继而由马达506经由第二轴508驱动。齿轮箱504可以是速度增加的齿轮箱，并且第一轴502的速度可以大于第二轴508的速度。第一轴502可垂直于方向510振动(称为横向振动)并且围绕方向510振动(称为扭转振动)。机器系统500可包括可检测第一轴502的横向振动的第一传感器512(例如，涡流探头、地震传感器、振动传感器等)。横向振动测量数据可从第一传感器512传递到计算系统560(例如，如步骤402所述)。第一轴502可平行于方向510振动(称为轴向振动)。第一传感器512(例如，轴向振动传感器等)可检测第一轴502的轴向振动。轴向振动测量数据可从第一传感器512传递到计算系统560(例如，如步骤402所述)。

返回图1，在步骤404处，接收表征轴的时间相关扭转振动的数据(例如，通过处理器)。轴的扭转振动可包括轴(或其一部分)围绕第一方向(例如，围绕轴的轴线)的运动。扭转振动可由可操作地耦接到轴的第二传感器(例如，磁致伸缩扭转传感器、应变扭转传感器、解调扭转传感器[例如，检测齿轮解调的传感器]等)检测。如图5所示，机器系统500可包括可检测第一轴502的扭转振动的第二传感器514(例如，磁致伸缩传感器、应变计、检测齿轮解调的传感器、轴向振动传感器等)。扭转振动测量数据可从第二传感器514传递到计算系统560(例如，如步骤404所述)。

扭转横向交叉耦合(例如，扭转振动和横向振动之间的耦合)可由于轴的变形(例如，轴的断裂和/或不对称性)、齿轮箱和轴之间的耦合(例如，轴的侧倾)等而在转子系统(例如，马达驱动的压缩机组550)中发生。如上所述，可基于由第一传感器512和第二传感器514进行的振动检测来确定扭矩-横向交叉耦合。在一些具体实施中，第一传感器512和/或第二传感器514的位置可改善扭转横向交叉耦合检测。在一些具体实施中，第一传感器512可放置在更适于检测横向振动的第一预先确定的位置处。可能期望将第一传感器512放置在耦合位置522的近侧，在该耦合位置处第一轴502耦合到齿轮箱504的被构造成使该轴围绕第一方向510旋转的驱动机构。例如，可能期望将第一传感器512放置在齿轮箱504的外覆盖件上或其附近。在一些具体实施中，可能期望将第一传感器512放置在齿轮箱504的外覆盖件上或其附近，因为该位置不是横向振动的波节(例如，耦合位置522)，其中不发生横向振动或发生非常小的横向振动。另外，该位置距横向振动的波节(例如，在横向振动的波腹处)并不太远，其中横向振动的高振幅(例如，在平衡谐振期间)可损坏第一传感器512。这可改善对横向振动的检测。

在一些具体实施中，第二传感器514可放置在适于检测扭转振动的第二预先确定的位置处。可能期望将第二传感器514放置在轴的横向振动的波节的近侧。第一轴502的振动波节可以是轴经历减小(例如，最小横向振动)的区域。在一些具体实施中，通过将第二传感器514放置在第一轴502的波节处，可减小横向振动对第二传感器514检测扭转振动的影响(例如，当第二传感器对横向振动的变化敏感时)。这可导致改善扭转振动的检测(例如，通过减少扭转振动检测中的横向振动误差)。在一些具体实施中，第一轴502可经历多种模式的扭转振动。在这种情况下，可能期望选择靠近多个扭转波节点的波节的第二传感器的第二预先确定的位置。

返回图4，在步骤406处，计算表征时间相关横向振动的数据与表征时间相关扭转振动的数据的相干性。该计算包括将时间相关横向振动和时间相关扭转振动(例如，分别由第一传感器512和第二传感器514检测)从时域转换到频域。在一些具体实施中，可通过将时间相关横向振动从时域变换到频域(例如，通过应用傅里叶变换)来计算横向频谱。在一些具体实施中，可通过将时间相关扭转振动从时域变换到频域(例如，通过应用傅里叶变换)来计算扭转频谱。在一些具体实施中，可通过将扭转频谱与横向频谱的复共轭相乘来计算相干性。另选地，可通过将横向频谱与扭转频谱的复共轭相乘来计算相干性。

图6表示示例性扭转振动信号602和示例性横向振动信号604的振幅的曲线图600以及横向和扭转振动信号的相干性606的曲线图650。例如，扭转振动信号602可与第一轴502相关联并且可由第二传感器514检测，并且横向振动信号604可与第一轴502相关联并且可由第一传感器512检测。如曲线图650所示，相干性606在约22赫兹、50赫兹和75赫兹处达到峰值。22Hz频率对应于扭转振动的自然频率，该扭转振动通过齿轮箱504交叉耦合到横向振动中。50赫兹和75赫兹频率对应于通过齿轮箱504交叉耦合到第一轴502的扭转信号中的第二轴508的二次谐波和三次谐波。压缩机组550可具有67Hz下的第二扭转振动频率。相干性在67Hz附近几乎为1(例如，第二扭转共振)，这表明在该频率下在扭转振动和横向振动之间存在一些交叉耦合(例如，能量从扭转振动传递到横向振动)。在一些具体实施中，通过查看接近一的相干性值，可以从相干性曲线图中识别交叉耦合频率。

在步骤408处，可基于在步骤406处计算的相干性来识别频域中指示时间相关横向振动和时间相关扭转振动之间的耦合的第一频率值。在一些具体实施中，耦合可包括在第一频率(或第一频带)或多个频率(多个频带)下将能量从横向振动传递到扭转振动或反之亦然。

在一些具体实施中，识别频域中的第一频率值包括识别相干性的第一峰值，其中第一峰值具有大于预先确定的阈值的值，并且第一峰值位于第一频率处。例如，如图6所示，相干性606在约22Hz、50Hz、67Hz和75Hz处具有峰值。例如，如果预先确定的阈值被设定为0.9，则可选择第一峰值并且对应频率(例如，22Hz、50Hz、67Hz、75Hz等)可被识别为时间相关横向振动和时间相关扭转振动之间发生耦合的第一频率。在一些具体实施中，可选择多个峰。例如，可选择具有高于预定阈值的值的第二峰值，并且可以将对应频率(例如，22Hz、50Hz、67Hz、75Hz等)识别为时间相关横向振动和时间相关扭转振动之间发生耦合的第二频率。

在一些具体实施中，出现在轴(例如，轴502)中的裂纹可在横向振动和扭转振动之间引入交叉耦合。可计算和监测横向振动和扭转振动之间的相干性(例如，在一段时间内)。图7示出了在各种状况下轴的示例性相干性曲线图700。曲线图702是新轴(例如，没有任何裂纹的轴)的相干性曲线图；曲线图704是开始出现裂纹的轴的相干性曲线图；并且曲线图706是已断裂的轴的相干性曲线图。随着轴裂纹的发展，轴的不对称性增加，这导致横向之间更大的交叉耦合并增加。使用相干性，可看到由不对称性引起的交叉耦合随轴状况而改变。第一频带712和第二频带714(在图7中以蓝色虚线示出)可围绕已知的扭转谐振和横向谐振建立。在一些具体实施中，频率边带也可围绕基本振动信号的谐波和边带建立。

图8示出了与第一频带712相关联的第一组峰值802和与第二频带714相关联的第二组峰值804的示例性趋势曲线图800。该趋势曲线图的水平x轴表示时间。可根据随着轴中的裂纹发展而计算的相干性来识别各种峰值(例如，相干性曲线图702、704、706等)。轴中裂纹的发展可在一段时间内发生。在一些具体实施中，可通过将峰值与多个预先确定的阈值进行比较来确定轴的状态。在一些具体实施中，对于给定的相干性计算(例如，基于在给定时间测量的扭转振动和横向振动)，可以将峰值(例如，两个带712和714的峰值)与多个预先确定的阈值进行比较，并且可以确定关于轴中裂纹的状态。例如，如果峰值高于第一预先确定的阈值，则可确定轴已断裂(例如，如曲线图706所示)；如果峰值介于第一预先确定的阈值和第二预先确定的阈值(低于第一预先确定的阈值)之间，则可确定裂纹已在轴中引发(例如，如曲线图704所示)；并且如果峰值低于第二预先确定的阈值，则可确定轴中不存在裂纹(例如，如曲线图702所示)。

在一些具体实施中，第一频带712和第二频带714可用于跟踪具有已知交叉耦合机构(诸如上面讨论的那些机构)的机械系统中的相干性。相干性损耗可指示机器状况的变化。与其他信号处理技术(例如，相干性分析)结合，可以为交叉耦合建立领先/滞后因果关系。这允许识别激发源(例如，确定横向施力函数交叉耦合到扭转中，反之亦然)。这些方法可扩展到包括瞬态分析、泵上的叶片通过、与动态压力的相干性、与驱动系统的相干性以及其他过程的区域。

返回图4，在步骤410处，可提供第一频率和/或相干性信息(例如，提供给用户)。例如，可以(例如，在图形用户界面[GUI]显示空间中)提供相关性连同所识别的频率(例如，第一频率、第二频率等)的曲线图。在一些具体实施中，可通知用户轴的状态(例如，轴上没有裂纹、开始出现裂纹、轴已断裂等)。

其他实施方案在所公开的主题的范围和精神内。例如，本专利申请中所述的优先化方法可用于具有复杂机器的设施中，这些复杂机器具有需要改变以改变机器性能的多个操作参数。在本申请中，词语“优化(optimize/optimizing)”的使用可暗示“改进(improve/improving)”。

现在将描述某些示例性实施方案，以提供对本文所公开的系统、装置和方法的结构、功能、制造和使用的原理的全面理解。这些实施方案的一个或多个示例在附图中示出。本领域技术人员将理解的是，本文中具体描述且在附图中示出的系统、装置和方法是非限制性的示例性实施方案，并且本发明的范围仅由权利要求限定。结合一个示例性实施方案示出或描述的特征可与其他实施方案的特征组合。此类修改和变型旨在包括在本发明的范围内。此外，在本公开中，实施方案的相似命名的部件通常具有类似的特征，因此在具体实施方案内，不一定完全阐述每个相似命名的部件的每个特征。

本文所述的主题可在数字电子电路和/或计算机软件、固件或硬件(包括本说明书中公开的结构装置和其结构等同物)或它们的组合中实现。本文所述的主题可被实现为一个或多个计算机程序产品，诸如有形地体现在信息载体中(例如，体现在机器可读存储装置中)、或体现在传播的信号中，以用于由数据处理设备(例如，可编程处理器、计算机或多台计算机)执行或控制该数据处理设备的操作的一个或多个计算机程序。计算机程序(也称为程序、软件、软件应用程序或代码)可以任何形式的编程语言(包括编译语言或解释语言)编写，并且它可以任何形式部署，包括作为独立程序或者作为模块、部件、子例程或适用于计算环境中的其他单元部署。计算机程序不一定对应于文件。程序可存储在保存其他程序或数据的文件的一部分中，存储在专用于所考虑的程序的单个文件中，或者存储在多个协同文件(例如，存储一个或多个模块、子程序或代码的部分的文件)中。计算机程序可被部署成在一台计算机上或在多台计算机上执行，该多台计算机位于一个站点处或跨多个站点分布并且由通信网络互连。

本说明书中所述的过程和逻辑流程，包括本文所述主题的方法步骤，可由执行一个或多个计算机程序的一个或多个可编程处理器执行，以通过对输入数据进行操作并且生成输出来执行本文所述主题的功能。该过程和逻辑流程还可由专用逻辑电路(例如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路))来执行，并且本文所述主题的设备可被实现为专用逻辑电路(例如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路))。

以举例的方式，适于执行计算机程序的处理器包括通用微处理器和专用微处理器两者，以及任何种类的数字计算机的任何一个或多个处理器。一般来说，处理器将从只读存储器或随机存取存储器或两者接收指令和数据。计算机的基本元件是用于执行指令的处理器以及一个或多个用于存储指令和数据的存储器装置。一般来说，计算机还将包括一个或多个用于存储数据的大容量存储装置(例如，磁盘、磁光盘或光盘)，或可操作地耦接以从一个或多个用于存储数据的大容量存储装置(例如，磁盘、磁光盘或光盘)接收数据或者/并且将数据传送至一个或多个用于存储数据的大容量存储装置(例如，磁盘、磁光盘或光盘)。适于体现计算机程序指令和数据的信息载体包括所有形式的非易失性存储器，包括例如半导体存储器装置(例如，EPROM、EEPROM和闪存存储器装置)；磁盘(例如，内部硬盘或可移动磁盘)；磁光盘；以及光盘(例如，CD和DVD盘)。处理器和存储器可由专用逻辑电路补充或者并入专用逻辑电路中。

为了提供与用户的交互，本文所述的主题可在具有用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或LCD(液晶显示器)监视器)以及键盘和指向装置(例如，鼠标或跟踪球)的计算机上实现，用户可通过该键盘和指向装置向计算机提供输入。还可使用其他种类的装置来提供与用户的交互。例如，提供给用户的反馈可为任何形式的感官反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈)，并且可以任何形式接收来自用户的输入，包括声音、语音或触觉输入。

本文所述的技术可使用一个或多个模块来实现。如本文所用，术语“模块”是指计算软件、固件、硬件和/或它们的各种组合。然而，在最低程度上，模块不应被解释为未在硬件、固件上实现或记录在非暂态处理器可读存储介质上的软件(即，模块本身不为软件)。实际上，“模块”将被解释为始终包括至少一些物理的非暂态硬件，诸如处理器或计算机的一部分。两个不同的模块可共享相同的物理硬件(例如，两个不同的模块可使用相同的处理器和网络接口)。本文所述的模块可被组合、集成、分开和/或复制以支持各种应用。另外，代替在特定模块处执行的功能或除在特定模块处执行的功能之外，本文描述为在特定模块处执行的功能可在一个或多个其他模块处和/或由一个或多个其他装置执行。此外，模块可相对于彼此本地或远程地跨越多个装置和/或其他部件来实现。另外，模块可从一个装置移动并添加至另一个装置，以及/或者可包括在两个装置中。

本文所述的主题可在计算系统中实现，该计算系统包括后端部件(例如，数据服务器)、中间件部件(例如，应用程序服务器)或前端部件(例如，具有图形用户界面或网络界面的客户端计算机，用户可通过该图形用户界面或网络界面与本文所述主题的实施方式进行交互)，或此类后端部件、中间件部件和前端部件的任何组合。系统的部件可通过数字数据通信的任何形式或介质(例如，通信网络)互连。通信网络的示例包括局域网(“LAN”)和广域网(“WAN”)，例如互联网。

如本文在整个说明书和权利要求书中所用的，近似语言可用于修饰任何定量表示，所述定量表示可有所不同但不导致与其相关的基本功能的变化。因此，由一个或多个术语诸如“约”和“基本上”修饰的值不应限于所指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可对应于用于测量该值的仪器的精度。在此以及在整个说明书和权利要求书中，范围限制可组合和/或互换，除非上下文或语言另外指明，否则此类范围被识别并包括其中所包含的所有子范围。

Claims

1.一种方法，所述方法包括：

接收表征机器的轴的时间相关横向振动的数据，所述横向振动指示所述轴的至少一部分垂直于第一方向的运动，其中所述横向振动由位于所述轴上的第一预先确定的位置处的第一传感器检测；

接收表征所述轴的时间相关扭转振动的数据，所述扭转振动指示所述轴围绕所述第一方向的旋转，其中所述扭转振动由位于所述轴上的第二预先确定的位置处的第二传感器检测；

计算表征时间相关横向振动的所述数据和表征时间相关扭转振动的所述数据的相干性；

基于所述相干性，识别所述频域中指示所述时间相关横向振动和所述时间相关扭转振动之间的耦合的第一频率值，其中所述耦合包括在所述第一频率下将能量从所述横向振动传递到所述扭转振动或反之亦然；以及

提供所述第一频率和/或所述相干性的至少一部分。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一预先确定的位置位于所述轴与被构造成驱动所述轴的驱动机构的耦合位置的近侧。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述驱动机构是被构造成使所述轴围绕第一轴线旋转的齿轮箱。

4.根据权利要求2所述的方法，其中所述驱动机构是被构造成使所述轴围绕所述第一轴线旋转的感应马达。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二预先确定的位置位于所述轴的所述横向振动的波节的近侧。

6.根据权利要求1所述的方法，其中计算所述相干性还包括：

通过将所述时间相关横向振动从所述时域变换到所述频域来计算横向频谱；以及

通过变换所述频域中的所述时间相关扭转振动来计算扭转频谱，

其中所述相干性是基于所述横向频谱与所述扭转频谱的乘积的。

7.根据权利要求1所述的方法，其中识别所述频域中的所述第一频率值包括识别所述相干性的第一峰值，其中所述第一峰值具有大于预先确定的阈值的值，并且所述第一峰值位于所述第一频率处。

8.根据权利要求7所述的方法，所述方法还包括通过至少识别所述相干性的第二峰值来识别所述频域中的第二频率值，其中所述第二峰值具有大于所述预先确定的阈值的值，并且所述第二峰值位于所述第二频率处。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述计算包括将所述时间相关横向振动和所述时间相关扭转振动从时域变换到频域。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一传感器是涡流传感器。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二传感器是磁致伸缩扭转传感器、解调扭转传感器和应变扭转传感器中的一者。

12.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一传感器是轴向振动传感器，所述轴向振动传感器被构造成提供表征所述轴的时间相关轴向振动的信号，所述轴向振动指示所述轴的至少一部分平行于所述第一方向的运动，其中所述轴向振动传感器位于所述轴上的所述第一预先确定的位置处。

13.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二传感器是轴向振动传感器。

14.一种系统，所述系统包括：

至少一个数据处理器；

存储器，所述存储器耦接到所述至少一个数据处理器，所述存储器存储指令以使得所述至少一个数据处理器执行操作，所述操作包括：

提供所述第一频率和/或所述相干性的至少一部分。

15.根据权利要求14所述的系统，其中所述第一预先确定的位置位于所述轴与被构造成驱动所述轴的驱动机构的耦合位置的近侧。

16.根据权利要求15所述的系统，其中所述驱动机构是被构造成使所述轴围绕第一轴线旋转的齿轮箱。

17.根据权利要求15所述的系统，其中所述驱动机构是被构造成使所述轴围绕所述第一轴线旋转的感应马达。

18.根据权利要求14所述的系统，其中所述第二预先确定的位置位于所述轴的所述横向振动的波节的近侧。

19.根据权利要求14所述的系统，其中计算所述相干性还包括：

20.根据权利要求14所述的系统，其中识别所述频域中的所述第一频率值包括识别所述相干性的第一峰值，其中所述第一峰值具有大于预先确定的阈值的值，并且所述第一峰值位于所述第一频率处。

21.根据权利要求20所述的系统，其中所述操作还包括通过至少识别所述相干性的第二峰值来识别所述频域中的第二频率值，其中所述第二峰值具有大于所述预先确定的阈值的值，并且所述第二峰值位于所述第二频率处。

22.根据权利要求14所述的系统，其中所述计算包括将所述时间相关横向振动和所述时间相关扭转振动从时域变换到频域。

23.根据权利要求14所述的系统，其中所述第一传感器是涡流传感器。

24.根据权利要求14所述的系统，其中所述第二传感器是磁致伸缩扭转传感器、解调扭转传感器和应变扭转传感器中的一者。

25.一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储指令的非暂态机器可读介质，所述指令当由包括至少一个物理核心和多个逻辑核心的至少一个可编程处理器执行时，使得所述至少一个可编程处理器执行操作，所述操作包括：

提供所述第一频率和/或所述相干性的至少一部分。