CN117120814A - 用于监测设备的状态的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于监测设备、特别是包括可旋转部件的设备的状态的方法，其中，该设备的结构噪声信号被测量。本发明的特征在于，在设备的操作期间：‑针对结构噪声信号的第一频带确认至少一个第一时间范围特征；以及‑针对结构噪声信号的第二频带确认至少一个第二时间范围特征，其中，将在设备的操作期间确认的第一频带的第一时间范围特征与上第一阈值和/或下第一阈值进行比较，使得第一时间范围特征状态被确定，并且将在设备的操作期间确认的第二频带的第二时间范围特征与上第二阈值和/或下第二阈值进行比较，使得第二时间范围特征状态被确定。至少基于第一时间范围特征状态和/或第二时间范围特征状态来确定和/或检查设备的状态。

Description

用于监测设备的状态的方法和系统

技术领域

本发明涉及用于监测设备、特别是具有可旋转部件的设备的设备状态的方法，其中，该设备的结构噪声信号被测量。此外，本发明涉及用于监测设备、特别是具有可旋转部件的设备的设备状态的系统，其中，该系统包括结构噪声计，该结构噪声计被设计成测量设备的结构噪声信号。

背景技术

部件的设备状态的基于振动的监测可以用于检测由意外或未预料到的故障引起的计划外的机器失效并且使机器失效最小化。用于监测设备状态的常规系统在安装和操作期间通常需要专家的广泛的专业知识。与设备、安装和操作有关的成本和必要的工作通常太高而无法广泛使用。

已知的状态监测系统通常依赖于机器特定的配置，该机器特定的配置需要专家知识并且经常进行本地定制以使得能够监测机器状态，或者它们仅使用振动信号功率，该振动信号功率仅提供非常基本的状态监测信息并且利用该振动信号功率通常不可能可靠地监测设备的设备状态。

DE 10 2017 124 281 A1描述了用于监测设备、特别是具有旋转部件的设备的操作状态的方法，其中，测量该设备的结构噪声信号并且确认该结构噪声信号的频谱(X)或包络，并且确定所确认的频谱(X)的至少一个频谱音频特征(M1、M2)，以确认设备的操作状态。

US 6 370 957 B1描述了用于确定旋转机器的操作状态的方法，包括：在基本操作条件下监测机器并且获取基本振动数据。

DE 199 45 058A1描述了用于确定电开关设备中的开关触头的剩余服务寿命的方法，其中，检测由开关操作生成的开关触头布置的结构噪声信号，然后，这些噪声信号经受傅里叶变换以在单独时间窗口中生成声波图，并且单独函数值具体地根据声波图来确认并且借助于评估设备来评估。

发明内容

本发明的目的是提供用于监测设备的设备状态的可靠和/或便宜的方法，该方法优选地允许监测系统的不复杂的安装和/或操作性。此外，目的是提供对应的系统。

根据本发明，该目的通过用于监测设备、特别是具有可旋转部件的设备的设备状态的方法来实现，其中，该设备的结构噪声信号被测量，其特征在于，在该设备的操作期间：

--针对该结构噪声信号的第一频带确认至少一个第一时间范围特征；以及

--针对该结构噪声信号的第二频带确认至少一个第二时间范围特征，

其中，将在设备的操作期间确认的第一频带的第一时间范围特征与上第一阈值和/或下第一阈值进行比较，使得第一时间范围特征状态被确定，

其中，将在设备的操作期间确认的第二频带的第二时间范围特征与上第二阈值和/或下第二阈值进行比较，使得第二时间范围特征状态被确定，

其中，至少基于第一时间范围特征状态和/或第二时间范围特征状态确定和/或检查设备的设备状态。

根据本发明，可以实现成本高效且可靠的状态监测，该状态监测同时特别有利地是自动化的，使得对监测系统的用户的技术专业知识的要求可以保持为低。这使得可以将改进的状态监测应用于范围广泛的设备和机器，，根据现有技术已知的系统和方法对于此将太昂贵并且是不经济的。根据本发明，特别有利的是，可以在在不需要由用户进行配置的情况下检测和评估设备中的故障或缺陷。

具有旋转部件的设备中的机械缺陷可以通过监测机器振动来检测。最初，缺陷通常在较低或较高频带中自己显现。随着故障严重性增加，由故障产生的激励在幅度上增加，并且还可能在更宽的频率范围内传播。

优选地，至少基于第一时间范围特征状态和第二时间范围特征状态来确定和/或检查设备的设备状态。

根据本发明，可以想到，该方法是计算机实现的方法。特别地，该方法的一个步骤、几个步骤或所有步骤由计算机执行，特别地以自动的方式执行。

根据本发明确定和/或检查的设备状态特别地指示设备是否正常地或在没有故障的情况下运行，或者是否存在故障和/或故障的指示。

优选地，可以根据所确定的设备的设备状态来发生自动警报。因此，可以实现具有自动警报方法的特别有利的基于振荡或基于振动的状态监测系统。

特别地，可旋转部件是在设备的操作期间旋转的部件。这样的旋转部件通常产生可测量的结构噪声信号。借助本发明，例如，可以在早期阶段已经检测到滚动轴承或齿中的故障状况。有利地，这使得能够及时计划维护活动并且减少发生计划外的停机的可能性。

根据本发明，例如可以使用响应于声音或音调的变化或者设备的结构噪声信号的变化的基于音频特征的异常检测，并且还可以使用对结构噪声信号的频率相关评估，例如对结构噪声信号的能量的频率相关评估，以评估故障的严重性。

有利的另外的发展和实施方式可以从属权利要求得出。

根据本发明的一个实施方式，可以想到，在设备的操作期间：

--针对结构噪声信号的第一频带确认一个或更多个另外的第一时间范围特征以及/或者：

--针对结构噪声信号的第二频带确认一个或更多个另外的第二时间范围特征，

---其中，将在设备的操作期间确认的另外的第一时间范围特征各自与另外的上第一阈值和/或下第一阈值，使得一个或更多个另外的第一时间范围特征状态被确定，并且/或者

---其中，将在设备的操作期间确认的另外的第二时间范围特征各自与另外的上第二阈值或下第二阈值进行比较，使得一个或更多个另外的第二时间范围特征状态被确定，

其中，基于另外的第一时间范围特征状态和/或另外的第二时间范围特征状态附加地确定和/或检查设备的设备状态。这使得使用用于结构噪声信号的第一频带的若干第一时间范围特征和/或用于结构噪声信号的第二频带的若干第二时间范围特征来进行状态监测是特别有利的，由此可以实现特别高程度的可靠性。

根据本发明的一个实施方式，可以想到，在设备特别地处于预定的良好状态和/或正常操作中的训练阶段，确定设备的结构噪声信号的第一频带的第一时间范围特征和设备的结构噪声信号的第二频带的第二时间范围特征，

其中，使用在训练阶段中确定的第一频带的第一时间范围特征，确定，并且特别地存储与第一时间范围特征有关的上第一阈值和下第一阈值，

其中，使用在训练阶段中确定的第二频带的第二时间范围特征，确定并且特别地存储与第二时间范围特征有关的上第二阈值和/或下第二阈值。特别有利地，可以以自动的方式执行训练阶段，特别是在设备的操作期间的状态监测之前执行训练阶段。这允许自动地并且因此特别方便地确定阈值，使得可以增加用户友好性并且降低对错误的敏感性。可以例如在计算机的存储器中执行阈值的存储。

根据本发明的一个实施方式，可以想到，在训练阶段中，确定设备的结构噪声信号的第一频带的一个或更多个另外的第一时间范围特征和/或设备的结构噪声信号的第二频带的一个或更多个另外的第二时间范围特征，

其中，使用在训练阶段中确定的另外的第一时间范围特征，特别地针对第一时间范围特征中的每一个，确定并且特别地存储每种情况下的另外的上第一阈值和/或在每种情况下另外的下第一阈值，

其中，使用在训练阶段中确定的另外的第二时间范围特征，特别地针对第二时间范围特征中的每一个，确定并且特别地存储每种情况下的另外的上第二阈值和/或每种情况下另外的下第二阈值。因此，还可以在训练阶段中在每种情况下针对其他时间范围特征确定阈值，然后可以在设备的操作期间在监测设备的设备状态的同时使用该阈值。

根据本发明的一个实施方式，可以想到，第一时间范围特征是与第一频带有关的结构噪声信号的以下特征之一：

--均方偏差和/或标准差；

--峰度；

--能量，

其中，特别地，另外的第一时间范围特征是与第一频带有关的结构噪声信号的以下特征中的每一个：

--均方偏差和/或标准差；

--峰度；

--能量。

专门设计用于监测设备状态的其他时间范围特征也是可以想到的。第一时间范围特征和另外的第一时间范围特征优选地是彼此不同的特征。

根据本发明的一个实施方式，可以想到，第二时间范围特征是与第二频带有关的结构噪声信号的以下特征之一：

--均方偏差和/或标准差；

--峰度；

--能量，

其中，特别地，另外的第二时间范围特征各自是与第二频带有关的结构噪声信号的以下特征之一：

--均方偏差和/或标准差；

--峰度；

--能量。

专门设计用于监测设备状态的其他时间范围特征也是可以想到的。第二时间范围特征和另外的第二时间范围特征优选地是彼此不同的特征。

根据本发明的一个实施方式，可以想到，该结构噪声信号是时间范围信号，其中，该结构噪声信号特别地包括以下信号中的一个或更多个：

--振动加速度信号；

--振动速度信号；

--振动偏转信号。这使得可以使用用于该方法的有利的结构噪声信号，该结构噪声信号使用设备上的结构噪声测量仪来确定。

根据本发明的一个实施方式，可以想到，第一频带是结构噪声信号的下频带，并且其中，第二频带是结构噪声信号的上频带。特别地，下频带低于上频带。可以想到，下频带与上频带彼此间隔开。替选地，可以想到，下频带与上频带彼此邻接。

根据本发明的一个实施方式，下频带可以包括从0Hz至750Hz的频率范围，并且/或者上频带包括从750Hz至3000Hz、优选地至5000Hz的频率范围。特别地，可以想到，下频带从0Hz延伸至750Hz以及/或者上频带从750Hz延伸至3000Hz，优选地从750Hz延伸至5000Hz。频带的其他值也是可想到的。可以想到，对于频带的具体选择，考虑设备的技术特性和/或关于设备的经验值和/或技术限制。可以想到，下频带和/或上频带是固定的。替选地，下频带和/或上频带可以是可变的。

根据本发明，提供的是，第一时间范围特征状态可以被分配给至少三种类别中的一种类别，特别地以下类别中的一种类别：

--“正常”；

--“偏高”；

--“高”，

-其中，如果在设备的操作期间确认的第一频带的第一时间范围特征低于下第一阈值并且低于上第一阈值，则确认的第一时间范围特征状态为“正常”，

-其中，如果在设备的操作期间确认的第一频带的第一时间范围特征高于下第一阈值并且低于上第一阈值，则确认的第一时间范围特征状态为“偏高”，

-其中，如果在设备的操作期间确认的第一频带的第一时间范围特征高于下第一阈值并且高于上第一阈值，则所确认的第一时间范围特征状态为“高”，以及/或者

其中，第二时间范围特征状态可以被分配给至少三种类别之一，特别地以下类别之一：

--“正常”；

--“偏高”；

--“高”，

-其中，如果在设备的操作期间确认的第二频带的第二时间范围特征低于下第二阈值并且低于上第二阈值，则所确认的第二时间范围特征状态为“正常”，

-其中，如果在设备的操作期间确认的第二频带的第二时间范围特征高于下第二阈值并且低于上第二阈值，则所确认的第二时间范围特征状态为“偏高”，

-其中，如果在设备的操作期间确认的第二频带的第二时间范围特征高于下第二阈值并且高于上第二阈值，则所确认的第二时间范围特征状态为“高”。特别地，将类别指定为“正常”、“偏高”和“高”应当仅被理解为示例性实施方式而不是限制性的。根据本发明，对类别的任何其他指定也是可想到的。

因此，根据其中使用一个或更多个另外的第一时间范围特征的本发明的一个实施方式，一个或更多个另外的第一时间范围特征状态可以各自被分配给至少三种类别中的一种类别，特别地以下类别中的一种类别：

--“正常”；

--“偏高”；

--“高”，

-其中，如果在设备的操作期间确认的第一频带的对应的另外的第一时间范围特征低于对应的另外的下第一阈值并且低于对应的另外的上第一阈值，则确认的另外的第一时间范围特征状态为“正常”，

-其中，如果在设备的操作期间确认的第一频带的对应的另外的第一时间范围特征高于对应的另外的下第一阈值并且低于对应的另外的上第一阈值，则确认的另外的第一时间范围特征状态为“偏高”，

-其中，如果在设备的操作期间确认的第一频带的对应的另外的第一时间范围特征高于对应的另外的下第一阈值并且高于对应的另外的上第一阈值，则确认的另外的第一时间范围特征状态为“高”。

因此，根据其中使用一个或更多个另外的第二时间范围特征的本发明的一个实施方式，一个或更多个另外的第二时间范围特征状态可以各自被分配给至少三种类别中的一种类别，特别地以下类别中的一种类别：

--“正常”；

--“偏高”；

--“高”，

-其中，如果在设备的操作期间确认的第二频带的对应的另外的第二时间范围特征低于对应的另外的下第二阈值并且低于对应的另外的上第二阈值，则确认的另外的第二时间范围特征状态为“正常”，

-其中，如果在设备的操作期间确认的第二频带的对应的另外的第二时间范围特征高于对应的另外的下第二阈值并且低于对应的另外的上第二阈值，则确认的另外的第二时间范围特征状态为“偏高”，

-其中，如果在设备的操作期间确认的第二频带的对应的另外的第二时间范围特征高于对应的另外的下第二阈值并且高于对应的另外的上第二阈值，则确认的另外的第二时间范围特征状态为“高”。

根据本发明的一个实施方式，可以想到，设备的所确认的设备状态可以被分配给至少四种类别中的一种类别，其中，这些类别特别地包括以下状态类别：

--OK和/或正常；

--故障的怀疑和/或疑似故障；

--警告；

--重大警告和/或危险。

设备的设备状态的类别的指定仅应当理解为示例性实施方式而不是限制性的。根据本发明，对类别的任何其他指定也是可想到的。

根据本发明的一个实施方式，可以想到，设备的所确认的设备状态是根据所考虑的各个时间范围特征状态来确认的，使得：

--(i)如果所考虑的时间范围特征状态中的至少一个为“偏高”，则设备的所确认的设备状态为“故障的怀疑”和/或“疑似故障”；

--(ii)如果所考虑的时间范围特征状态中的至少一个为“高”，则设备的所确认的设备状态为“警告”；

--(iii)如果第一频带的所考虑的第一时间范围特征状态和/或另外的第一时间范围特征状态中的至少一个为“偏高”并且第二频带的所考虑的第二时间范围特征状态和/或另外的第二时间范围特征状态中的至少一个为“偏高”，则设备的所确认的设备状态为“警告”；

--(iv)如果第一频带的所考虑的第一时间范围特征状态和/或另外的第一时间范围特征状态中的至少一个为“高”并且第二频带的所考虑的第二时间范围特征状态和/或另外的第二时间范围特征状态中的至少一个为“高”，设备的所确认的设备状态为“重大警告”和/或“危险”；

--(v)如果所有考虑的时间范围特征状态均为“正常”以及/或者先前条件(i)至(iv)中没有一个被满足，则设备的所确认的设备状态为“OK”和/或“正常”；以及

--(vi)如果先前条件(i)至(v)中的若干条件被同时满足，则设备的所确认的设备状态为具有由各个条件(i)至(v)产生的最高警告级别的设备状态。

根据本发明的一个实施方式，可以想到，本发明的实施方式、特别地上述本发明的实施方式可以与附加的基于音频特征的异常检测(例如，根据DE 10 2017 124 281 A1的检测)相结合。可以想到，当根据DE 10 2017 124 281 A1的方法检测到异常时，设备的设备状态至少被分配给类别“故障的怀疑”和/或“疑似故障”(或者甚至被分配给类别“警告”或“重大警告和/或危险”)。

根据本发明的一个实施方式，可以想到，本发明的实施方式、特别是上述本发明的实施方式与设备的温度的考虑和/或评估相结合。为此，优选地提供温度计，其被设计成测量设备的温度。如果设备的测量的温度“偏高”(特别地，高于第一温度阈值)，则设备的设备状态至少被分配给类别“故障的怀疑”和/或“疑似故障”。如果测量的设备的温度为“高”(特别地，高于比第一温度阈值大的第二温度阈值)，则设备的设备状态至少被分配给类别“警告”。

根据本发明的一个实施方式，可以想到，本发明的实施方式、特别是上述本发明的实施方式与存在已知阈值的标准振动信号特征相结合。例如，这可以是ISO 20816中定义的速度RMS(均方根)值。通过应用这样的标准化绝对阈值，可以特别有利地减少在确定第一时间范围特征/第二时间范围特征/另外的第一时间范围特征/另外的第二时间范围特征等的下阈值和上阈值(第一阈值和第二阈值)时的可能困难(在训练阶段，如果设备在该时间期间不处于正常状态(良好状态))。

根据本发明的一个实施方式，可以想到，本发明的实施方式、特别是上述本发明的实施方式与用于确认缺陷或故障的类型或性质的规则相结合。例如，如果设备的所确认的设备状态具有“警告”或“重大警告”和/或“危险”的类别，则可以想到，根据各个所确认的时间范围特征状态(第一时间范围特征状态、第二时间范围特征状态等)来确认故障的可能性质。为此，当确定故障类型时，可以使用或考虑其他附加信息，例如系统/安装的类型。

根据本发明的一个实施方式，可以根据所确认的设备状态，特别地在确认的故障的怀疑、警告和/或重大警告的情况下，自动地向用户发送通知使得用户可以发起对策。替选地或附加地，可以想到，根据所确认的设备状态，特别地在确认的故障的怀疑、警告和/或重大警告的情况下，自动地发起对策，例如设备的关闭。替选地或附加地，其他对策也是可以想到的。

本发明的另一目的是一种用于监测设备、特别是具有可旋转部件的设备的设备状态的系统，其中，该系统包括结构噪声计，该结构噪声计被设计成测量设备的结构噪声信号，其特征在于：

-系统被设计成使得：

在设备的操作期间：

--针对结构噪声信号的第一频带确认至少第一时间范围特征；以及

--针对结构噪声信号的第二频带确认至少第二时间范围特征，

-其中，系统被设计成使得：

--将在设备的操作期间确认的第一频带的第一时间范围特征与上第一阈值和/或下第一阈值进行比较，使得第一时间范围特征状态被确定；以及

--将设备的操作期间确认的第二频带的第二时间范围特征与上第二阈值和/或下第二阈值进行比较，使得第二时间范围特征状态被确定，

-其中，系统被设计成使得设备的设备状态至少基于第一时间范围特征状态和/或第二时间范围特征状态来确定和/或检查。

特别地，该系统包括被设计成优选地以自动的方式执行根据本发明的一个实施方式的方法的步骤的开关装置或计算机。在本文中，已经结合根据本发明的方法或结合根据本发明的方法的实施方式描述的特征、实施方式和优点可以应用于根据本发明的系统。

附图说明

下面将参照附图中所示出的示例性实施方式对本发明的其他细节和优点进行解释。在附图中：

图1示出了根据本发明的一个实施方式的方法的示意性表示。

图2示出了根据本发明的一个实施方式的系统的示意性表示。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的一个实施方式的方法的示意性表示。

使用结构噪声计2，在设备1的操作期间执行数据记录100，在该操作期间确认与设备1有关的结构噪声信号200(或振动信号)。

在特征提取110中，针对结构噪声信号200的第一频带确认至少一个第一时间范围特征F1L以及优选地一个或更多个另外的第一时间范围特征F2L、...、FnL。此处的“F1L、...、FnL”表示总共“n”个第一时间范围特征，其中，“n”为自然数(“n”可以例如为2、3、4、5、6、7等)。此外，特征提取110确认结构噪声信号200的第二频带的至少一个第二时间范围特征F1H以及优选地一个或更多个另外的第二时间范围特征F2H、...、FmH。此处的“F1H、...、FmH”表示总共“m”个第二时间范围特征，其中，“m”为自然数(“m”可以例如为2、3、4、5、6、7等)。

在特征状态评估120中，所确认的第一频带的第一时间范围特征F1L、...、FnL在每种情况下与上第一阈值和下第一阈值进行比较。借助于该比较，针对所考虑的第一时间范围特征F1L、...、FnL中的每一个确定对应的自己的第一时间范围特征状态SF1L、...、SFnL。

此外，在特征状态评估120中，所确认的第二频带的第二时间范围特征F1H、...、FmH在每种情况下与上第二阈值和下第二阈值进行比较。借助于该比较，针对所考虑的第二时间范围特征F1H、...、FmH中的每一个确定对应的第二时间范围特征状态SF1H、...、SFmH。

然后，在设备状态评估130中，根据所确认的时间范围特征状态SF1L、...、SFnL、SF1H、...、SFmH来确定设备1的设备状态140。

根据本发明的一个实施方式，根据本发明的方法可以包括以下步骤。

在每种情况下，针对时间范围振动信号(或结构噪声信号200)的下频带和上频带定义两组一个或更多个时间范围特征F1L、...、FnL和F1H、...、FmH，这两组一个或更多个时间范围特征用于确认设备1的设备状态140。时间范围特征F1L、...、FnL和F1H、...、FmH可以包括例如标准偏差、峰度或为基于振动的状态监测系统专门设计的其他特征。时间范围振动信号(或结构噪声信号200)例如可以是加速度信号或速度信号，其例如借助于设备1上的结构噪声计2来确认。

优选地，在初始训练阶段中确认所考虑的时间范围特征的基线值，在该初始训练阶段期间，设备1处于假设的良好状态并且在操作中。根据这些基线值，针对每个所考虑的时间范围特征F1L、...、FnL和F1H、...、FmH(并且特别地每个频带)确定上阈值和下阈值。

通过在设备1的进一步操作期间，特别是在训练阶段完成之后，监测所考虑的时间范围特征F1L、...、FnL和F1H、...、FmH，可以针对每个所考虑的时间范围特征F1L、...、FnL和F1H、...、FmH确认时间范围特征状态SF1L、...、SFnL和SF1H、...、SFmH：

“正常”--所测量的时间范围特征F1L、...、FnL和F1H、...、FmH的值低于下阈值并且低于上阈值；

“偏高”--所测量的时间范围特征F1L、...、FnL和F1H、...、FmH的值在下阈值与上阈值之间；

“高”--所测量的时间范围特征F1L、...、FnL和F1H、...、FmH的值既高于下阈值又高于上阈值。

当在设备1的操作期间确认时间范围特征F1L、...、FnL和F1H、...、FmH时，可以使用统计评估方法来使随机离群值和/或噪声的影响最小化。为此，可以考虑各种评估方法。

设备1的设备状态140是从所考虑的时间范围特征F1L、...、FnL和F1H、...、FmH的各个确认的时间范围特征状态SF1L、...、SFnL和SF1H、...、SFmH获得的，特别是根据关于激励的幅度和频率范围的发展的行为(先前已经描述)获得的：

最初，缺陷通常在较低或较高频带中自己显现。随着故障严重性增加，由故障产生的激励在幅度上增加，并且还可能在更宽的频率范围内传播。

可以使用例如以下类别或分类来指定设备1的所确认的设备状态140：

--“OK”和/或“正常”；

--“故障的怀疑”和/或“疑似故障”；

--“警告”；

--“重大警告”和/或“危险”。

根据一个示例性实施方式，从如下考虑的各个时间范围特征状态SF1L、...、SFnL、SF1H、...、SFmH获得设备1的所确认的设备状态140：

--如果所考虑的时间范围特征状态中的至少一个为“偏高”，则设备1的所确认的设备状态140为“故障的怀疑”和/或“疑似故障”。

--如果所考虑的时间范围特征状态中的至少一个为“高”，则设备1的所确认的设备状态140为“警告”。

--如果第一(特别是较低)频带的所考虑的第一(或另外的第一)时间范围特征状态中的至少一个为“偏高”并且第二(特别是较高)频带的所考虑的第二(或另外的第二)时间范围特征状态中的至少一个为“偏高”，则设备1的所确认的设备状态140为“警告”。

--如果第一(特别是较低)频带的所考虑的第一(或另外的第一)时间范围特征状态中的至少一个为“高”并且第二(特别是较高)频带的所考虑的第二(或另外的第二)时间范围特征状态中的至少一个为“高”，则设备1的所确认的设备状态140为“重大警告”和/或“危险”。

--如果所有考虑的时间范围特征状态是“正常”或者以上条件中没有一个被满足，则设备1的所确认的设备状态140为“OK”和/或“正常”。

--如果以上条件中的若干条件被同时满足，则设备1的所确认的设备状态140是具有由各个条件产生的最高警告级别的状态。

可能的是，根据所确认的设备状态140，特别地在在确认的故障的怀疑、警告和/或重大警告的情况下，自动地向用户发送通知，使得用户能够发起对策。替选地或附加地，可以想到，根据所确认的设备状态140，特别地在确认的故障的怀疑、警告和/或重大警告的情况下，自动地发起对策，例如设备1的关闭。

图2示出了根据本发明的一个实施方式的系统的示意性表示。结构噪声计2安装和/或布置在具有可旋转部件1'的设备1上。结构噪声计2被设计成检测结构噪声信号200。结构噪声信号200被提供给评估设备3，特别是计算机，其中评估设备3被设计成确认时间范围特征F1L、...、FnL、F1H、...、FmH，时间范围特征状态SF1L、...、SFnL、SF1H、...、SFmH以及设备1的设备状态140。特别地，由评估设备3执行特征提取110、特征状态评估120和/或设备状态评估130。可以想到，评估设备3与结构噪声计2安装在一起或者与结构噪声计2分开安装。

附图标记列表

1 设备

1' 可旋转部件

2 结构噪声计

3 评估设备

100 数据记录

110 特征提取

120 特征状态评估

130 设备状态评估

140 设备状态

200 结构噪声信号

F1L 第一时间范围特征

F2L、...、FnL 另外的第一时间范围特征

F1H 第二时间范围特征

F2H、...、FmH 另外的第二时间范围特征

SF1L 第一时间范围特征状态

SF2L、...、SFnL 另外的第一时间范围特征状态

SF1H 第二时间范围特征状态

SF2H、...、SFmH 另外的第二时间范围特征状态

Claims (10)

1.一种用于监测设备(1)、特别是具有可旋转部件(1')的设备(1)的设备状态的方法，其中，所述设备(1)的结构噪声信号(200)被测量，其特征在于，在所述设备(1)的操作期间：

--针对所述结构噪声信号(200)的第一频带确认至少一个第一时间范围特征(F1L)；以及

--针对所述结构噪声信号(200)的第二频带确认至少一个第二时间范围特征(F1H)，

其中，将在所述设备(1)的操作期间确认的所述第一频带的第一时间范围特征(F1L)与上第一阈值和下第一阈值进行比较，使得第一时间范围特征状态(SF1L)被确定，

其中，将在所述设备(1)的操作期间确认的所述第二频带的第二时间范围特征(F1H)与上第二阈值和下第二阈值进行比较，使得第二时间范围特征状态(SF1H)被确定，

其中，至少基于所述第一时间范围特征状态(SF1L)和/或所述第二时间范围特征状态(SF1H)来确定和/或检查所述设备(1)的设备状态(140)，

其特征在于：

所述第一时间范围特征状态(SF1L)能够被分配给至少三种类别中的一种类别，具体地如下类别中的至少一种类别：

-“正常”；

-“偏高”；

-“高”，

其中，如果在所述设备(1)的操作期间确认的所述第一频带的第一时间范围特征(F1L)低于所述下第一阈值并且低于所述上第一阈值，则所确认的第一时间范围特征状态(SF1L)为“正常”，

-其中，如果在所述设备(1)的操作期间确认的所述第一频带的第一时间范围特征(F1L)高于所述下第一阈值并且低于所述上第一阈值，则所确认的第一时间范围特征状态(SF1L)为“偏高”，

-其中，如果在所述设备(1)的操作期间确认的所述第一频带的第一时间范围特征(F1L)高于所述下第一阈值并且高于所述上第一阈值，则所确认的第一时间范围特征状态(SF1L)为“高”，

以及/或者

其中，所述第二时间范围特征状态(SF1H)能够被分配给至少三种类别中的一种类别，具体地以下类别中的至少一种类别：

-“正常”；

-“偏高”；

-“高”，

其中，如果在所述设备(1)的操作期间确认的所述第二频带的第二时间范围特征(S1H)低于所述下第二阈值并且低于所述上第二阈值，则所确认的第二时间范围特征状态(SF1H)为“正常”，

-其中，如果在所述设备(1)的操作期间确认的所述第二频带的第二时间范围特征(S1H)高于所述下第二阈值并且低于所述上第二阈值，则所确认的第二时间范围特征状态(SF1H)为“偏高”，

-其中，如果在所述设备的操作期间确认的所述第二频带的第二时间范围特征(S1H)高于所述下第二阈值并且高于所述上第二阈值，则所确认的第二时间范围特征状态(SF1H)为“高”。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述设备(1)的操作期间：

--针对所述结构噪声信号(200)的所述第一频带确认一个或更多个另外的第一时间范围特征(F2L，...，FnL)；以及/或者

--针对所述结构噪声信号(200)的所述第二频带确认一个或更多个另外的第二时间范围特征(F2H，...，FmH)，

---其中，将在所述设备(1)的操作期间确认的所述一个或更多个另外的第一时间范围特征(F2L，...，FnL)各自与另外的上第一阈值和/或另外的下第一阈值进行比较，使得一个或更多个另外的第一时间范围特征状态(SF2L，...，SFnL)被确定，以及/或者

---其中，将在所述设备(1)的操作期间确认的所述一个或更多个另外的第二时间范围特征(F2H，...，FmH)各自与另外的上第二阈值和/或另外的下第二阈值进行比较，使得一个或更多个另外的第二时间范围特征状态(SF2H，...，SFmH)被确定，

其中，基于所述一个或更多个另外的第一时间范围特征状态(SF2L，...，SFnL)和/或所述一个或更多个另外的第二时间范围特征状态(F2H，...，FmH)附加地确定和/或检查所述设备(1)的所述设备状态(140)。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述设备(1)特别地处于预定的良好状态和/或正常操作中的训练阶段中，确定所述设备的所述结构噪声信号(200)的所述第一频带的第一时间范围特征(F1L)和所述设备(1)的所述结构噪声信号(200)的所述第二频带的第二时间范围特征(F1H)，

其中，使用在所述训练阶段中确定的所述第一频带的第一时间范围特征(F1L)，确定并且特别地存储与所述第一时间范围特征(F1L)有关的所述上第一阈值和/或所述下第一阈值，

其中，使用在所述训练阶段中确定的所述第二频带的第二时间范围特征(S1H)，确定并且特别地存储与所述第二时间范围特征(F1H)有关的所述上第二阈值和/或所述下第二阈值。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，在所述训练阶段中，确定所述设备(1)的所述结构噪声信号(200)的所述第一频带的一个或更多个另外的第一时间范围特征(F2L，...，FnL)和/或所述设备(1)的所述结构噪声信号(200)的所述第二频带的一个或更多个另外的第二时间范围特征(F2H，...，FmH)，

其中，使用在所述训练阶段中确定的所述一个或更多个另外的第一时间范围特征(F2L，...，FnL)，确定并且特别地存储特别地针对所述第一时间范围特征(F2L，...，FnL)中的每个的每种情况下的另外的上第一阈值和/或每种情况下的另外的下第一阈值，

其中，使用在所述训练阶段中确定的所述一个或更多个另外的第二时间范围特征(F2H，...，FmH)，确定并且特别地存储特别地针对所述第二时间范围特征(F2H，...，FmH)中的每个的每种情况下的另外的上第二阈值和/或每种情况下的另外的下第二阈值。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一时间范围特征(F1L)是与所述第一频带有关的所述结构噪声信号(200)的以下特征之一：

--均方偏差和/或标准偏差；

--峰度；

--能量，

其中，特别地，所述一个或更多个另外的第一时间范围特征(F2L，...，FnL)各自是与所述第一频带有关的所述结构噪声信号(200)的以下特征之一：

--均方偏差和/或标准差；

--峰度；

--能量。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第二时间范围特征(F1H)是与所述第二频带有关的所述结构噪声信号(200)的以下特征之一：

--均方偏差和/或标准偏差；

--峰度；

--能量，

其中，特别地，所述一个或更多个另外的第二时间范围特征(F2H，...，FmH)各自是与所述第二频带有关的所述结构噪声信号(200)的以下特征之一：

--均方偏差和/或标准差；

--峰度；

--能量。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述结构噪声信号(200)是时间范围信号，其中，所述结构噪声信号(200)特别地包括以下信号中的一个或更多个：

--振动加速度信号；

--振动速度信号；

--振动偏转信号。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一频带是所述结构噪声信号(200)的下频带，并且其中，所述第二频带是所述结构噪声信号(200)的上频带。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，根据所考虑的各个时间范围特征状态(SF1L，...，SFnL，SF1H，...，SFmH)确认所述设备(1)的所确认的设备状态(140)，使得：

--(i)如果所考虑的时间范围特征状态(SF1L，...，SFnL，SF1H，...，SFmH)中的至少一个为“偏高”，则所述设备(1)的所确认的设备状态(140)为“故障的怀疑”及/或“疑似故障”；

--(ii)如果所考虑的时间范围特征状态(SF1L，...，SFnL，SF1H，...，SFmH)中的至少一个为“高”，则所述设备(1)的所确认的设备状态(140)为“警告”；

--(iii)如果所述第一频带的所考虑的第一时间范围特征状态和/或另外的第一时间范围特征状态(SF1L，...，SFnL)中的至少一个为“偏高”并且所述第二频带的所考虑的第二时间范围特征状态和/或另外的第二时间范围特征状态(SF1H，...，SFmH)中的至少一个为“偏高”，则所述设备(1)的所确认的设备状态(140)为“警告”；

--(iv)如果所述第一频带的所考虑的第一时间范围特征状态和/或另外的第一时间范围特征状态(SF1L，...，SFnL)中的至少一个为“高”并且所述第二频带的所考虑的第二时间范围特征状态和/或另外的第二时间范围特征状态(SF1H，...，SFmH)中的至少一个为“高”，则所述设备(1)的所确认的设备状态(140)为“重大警告”和/或“危险”；

--(v)如果所考虑的时间范围特征状态(SF1L，...，SFnL，SF1H，...，SFmH)中的全部均为“正常”和/或先前条件(i)至(iv)中没有一个被满足，则所述设备(1)的所确认的设备状态(140)为“OK”和/或“正常”；以及

--(vi)如果先前条件(i)至(v)中的若干条件被同时满足，则所述设备(1)的所确认的设备状态(140)是具有由各个条件(i)至(v)产生的最高警告级别的设备状态(140)。

10.一种用于监测具有可旋转部件(1')的设备(1)的设备状态的系统，其中，所述系统适合于执行根据前述权利要求中任一项所述的方法并且包括结构噪声计(2)，所述结构噪声计被设计成测量所述设备(1)的结构噪声信号(200)，其特征在于：

-所述系统被设计成使得：

在所述设备(1)的操作期间：

--针对所述结构噪声信号(200)的第一频带确认至少第一时间范围特征(F1L)；以及

--针对所述结构噪声信号(200)的第二频带确认至少第二时间范围特征(F1H)，

-其中，所述系统被设计成使得：

--将在所述设备(1)的操作期间确认的所述第一频带的第一时间范围特征(F1L)与上第一阈值和/或下第一阈值进行比较，使得第一时间范围特征状态(SF1L)被确定；以及

--将在所述设备的操作期间确认的所述第二频带的第二时间范围特征(F1H)与上第二阈值和/或下第二阈值进行比较，使得第二时间范围特征状态(SF1H)被确定，

-其中，所述系统被设计成使得至少基于所述第一时间范围特征状态(SF1L)和/或所述第二时间范围特征状态(SF1H)来确定和/或检查所述设备(1)的设备状态(140)。