CN207832226U

CN207832226U - 状态监测装置

Info

Publication number: CN207832226U
Application number: CN201720660787.3U
Authority: CN
Inventors: C.平托; K.克里斯纳穆蒂; M.奥曼; A.厄拉拉; J.诺瓦克; S.李
Original assignee: ABB Technology AG
Current assignee: ABB Technology AG
Priority date: 2017-06-08
Filing date: 2017-06-08
Publication date: 2018-09-07
Anticipated expiration: 2027-06-08

Abstract

在方面中，本实用新型公开了一种状态监测装置，其包括至少两个测量模块和评估模块。各个测量模块包括壳体、至少一个传感器以及标签阅读器，该壳体能够附连于电机的本体上的对应地点，该至少一个传感器用于测量电机的电气或机械参数，该标签阅读器用于从在对应的地点近侧位于电机的本体上的标签读取位置信息。评估模块包括一个或更多个处理器，用于接收来自多个传感器的测量结果和指示多个对应地点的位置信息；并且基于接收的测量结果和位置信息确定电机的状态。

Description

状态监测装置

技术领域

本发明涉及电机的状态监测的领域，并且更具体而言，本发明涉及一种便携式模块化状态监测工具。

背景技术

常规地，状态的评估和马达中的故障的检测使用迄今开发的多种诊断装置和技术来进行。在维修检查期间，马达的定期监测以及健康和性能评估由现场人员使用一个或更多个便携式状态监测工具执行。

常规地，此类便携式状态监测工具包括多个传感器探针或模块，其将放置在马达的各种地点上，用于测量多个参数。通常，各个传感器探针需要放置在马达上的特定地点处。然而，如果传感器不放置在马达上的对应地点处，则马达的健康和状态的适当评估可难以执行。此外，在某些情况下，由于传感器在马达上的此类错放，故诊断中的假阳性的可能性增加。

因此，鉴于以上论述，存在对解决以上提到的问题的装置的需要。

发明内容

以上提到的短处、缺点以及问题在本文中解决，这将通过阅读和理解以下说明书来理解。

在一个方面中，本发明公开了一种状态监测装置，其用于监测和评估电机的状态。状态监测装置包括至少两个测量模块和评估模块。各个测量模块包括壳体、至少一个传感器以及标签阅读器，该壳体能够附连于电机的本体上的地点，该至少一个传感器收纳在壳体内，至少一个传感器构造成测量在地点处与电机相关联的电气和机械参数中的至少一个，该标签阅读器构造用于与标签通信，用于获得指示电机的本体上的地点的位置信息。标签包括指示电机的本体上的地点的位置信息，并且在地点近侧安装在电机的本体上。

评估模块包括一个或更多个处理器，其构造成接收来自多个传感器的测量结果和指示与测量结果相关联的多个地点的位置信息；并且基于接收的测量结果和位置信息确定电机的状态。在实施例中，标签阅读器为近场通信(NFC)阅读器、射频识别(RFID)阅读器、快速响应(QR)扫描器以及条形码扫描器中的一种。在实施例中，电机的状态包括电机的健康、电机的能量使用、电机的性能效率中的至少一种。

评估模块还包括网络接口，其构造用于使用第一通信协议与用户配置装置和服务器中的至少一个通信。在实施例中，来自至少两个测量模块的第一测量模块能够与来自多个模块中的至少两个测量模块的第二测量模块匹配。类似地，来自至少两个测量模块的第二测量模块能够与评估模块匹配。

改变范围的装置在本文中描述。除了该发明内容中描述的方面和优点之外，另外的方面和优点将参照附图和下面的详细描述变得显而易见。

附图说明

本发明的主题将在下文中参照附图中示出的优选示例性实施例更详细地阐释，在该附图中：

图1示出根据本发明的各种实施例的便携式模块化状态监测工具的各种构件；以及

图2示出根据本发明的各种实施例的马达以及便携式模块化状态监测工具的模块。

具体实施方式

在以下详细描述中，参照形成其一部分的附图，并且其中经由图示示出特定实施例(可实践)。足够详细地描述这些实施例，以使得本领域技术人员能够实践实施例，并且将理解的是，可利用其它实施例，并且逻辑、机械、电气以及其它改变可在不脱离实施例的范围的情况下作出。以下详细描述因此将不在限制性意义上进行。

图1示出用于监测电机(图2中示出，电机210)的便携式状态监测工具100。便携式状态监测工具100包括多个模块(附图中示为110,120,130和140)。模块能够机械地且电气性地联接于彼此。例如，各个模块包括用于机械地联接或连接于另一模块的适合的凸起和凹处。模块120的顶部和底部处的此类凸起(也称为阳连接器)和凹处(也称为阴连接器)的示例性实施例在图1的部分B中示出。便携式状态监测工具100形状像例如笔、记忆棒或螺丝刀等。

多个模块包括三个测量模块(110,120和130)和评估模块140。测量模块110包括壳体，该壳体能够附连于电机210的本体上的第一地点，并且具有多个凹处(阴连接器)，用于允许测量模块110机械地联接于测量模块120。磁通量传感器113以及能量源116收纳在壳体内，并且构造成在测量模块110在第一地点处附连于电机210的本体时，测量第一地点处的电机210的磁通量强度。在实施例中，磁通量传感器113测量沿着第一轴线(大致平行于电机210的转子的轴线240)的磁场强度的第一值，和沿着第二轴线的磁场强度的第二值，其中第二轴线与第一轴线成第一角度。第一角度为10度到90度之间的角度。

类似地，测量模块120包括壳体，该壳体能够附连于电机210的本体上的第二地点，并且具有多个凸起(阳连接器)，用于允许测量模块120机械地联接于测量模块110，以及多个凹处(阴连接器)，用于允许测量模块120机械地联接于测量模块130。振动传感器123以及能量源126收纳在壳体内，并且构造成在测量模块120在第二地点处附连于电机210的本体时，测量电机210在第二地点处的振动。在实施例中，振动传感器123测量沿着第一轴线(大致平行于电机210的转子的轴线240)的振动的第一值和沿着第二轴线的振动的第二值。

类似地，测量模块130包括壳体，该壳体能够附连于电机210的本体上的第三地点，并且具有多个凸起(阳连接器)，用于允许测量模块130机械地联接于测量模块120，以及多个凹处(阴连接器)，用于允许测量模块130机械地联接于评估模块140。温度传感器133以及能量源136收纳在测量模块130的壳体内，并且构造成在测量模块130在第三地点处附连于电机210的本体时，测量电机210在第三地点处的温度。

评估模块140包括一个或更多个处理器143，用于从多个传感器(113,123,133)接收测量结果，基于接收的测量结果确定电机210的状态。电机210的确定的状态包括电机210的健康、电机210的能量使用、电机210的性能效率、电机210中的故障等中的至少一种。例如，在电机210为感应马达的情况下，处理器143接收磁场数据，对关于两个轴线接收的数据执行傅里叶变换，并且检查两个轴线上的转差频率的振幅的不平衡。如果不平衡高于用于不平衡的值相关联阈值参数，则检测到故障。

在实施例中，在检测到故障时，处理器143构造成对故障分类并且确定检测到的故障的严重性。继续关于磁场数据的示例性实施例，检测到的故障随后通过检查支配构件是否存在于轴向或径向磁场中而分类为转子断条或未对准。故障的严重性与在转差频率下的磁场中存在的不平衡的量成正比。

评估模块140还包括网络接口146(连接于天线150)，其构造用于使用第一通信协议与用户配置装置和服务器中的至少一个通信。第一通信协议为蓝牙、无线HART、WLAN等中的一种。在实施例中，评估模块将关于电机210的确定状态的信息发送至用户通信装置或服务器。处理器143和网络接口146由能量源149供能。

此外，测量模块中的各个包括标签阅读器(119,129和139)，用于获得其中对应的测量模块的壳附连在电机210的本体上的地点/位置上的信息。该信息还被称为位置信息。此外，处理器143在确定电机210的状态时利用测量模块中的各个的位置信息。该方面在图2的描述中进一步阐释。

图2示出根据本发明的各种实施例的电机210以及便携式模块化状态监测工具110的模块110和120。如图2中示出的，测量模块与其余的模块断开并且附接在电机210的本体上。测量模块110附接在驱动侧近侧的第一地点处。测量模块120附接在非驱动侧近侧的第二地点处。

第一RFID标签220在驱动侧上的第一地点近侧安装在电机上。RFID标签220利用指示RFID标签220在驱动侧上的位置信息来编码。测量模块110通过使用其标签阅读器119读取编码在RFID标签220上的位置信息来确定其安装在驱动侧处。

类似地，第二RFID标签230在非驱动侧上的第二地点近侧安装在电机上。RFID标签230利用指示RFID标签230在非驱动侧上的位置信息来编码。测量模块120通过使用其标签阅读器129读取编码在RFID标签230上的位置信息来确定其安装在非驱动侧处。

因此，当将测量结果发送至处理器143时，测量模块110和120也将对应的位置信息发送至处理器143。在实施例中，处理器143基于位置信息确定待用于分析测量结果的状态监测算法。

本领域技术人员可注意到，尽管本发明使用RFID标签阐释，但标签可为近场通信(NFC)标签、快速响应代码(QR)以及条形码中的一种。类似地，标签阅读器将对应的接口用于与标签通信。在实施例中，标签在制造期间放置在电机上。在另一实施例中，标签放置在电机上，作为维护和服务活动的一部分。

因此，本发明提供便携式状态监测工具，其能够关于电机确定与测量结果相关联的位置信息。

该书面描述使用实例以描述本文中的主题(包括最佳模式)，并且还使本领域任何技术人员能够制作和使用主题。主题的可专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这些其它实例具有不与权利要求的字面语言不同的结构元件，或者如果这些其它实例包括与权利要求的字面语言无显著差别的等同结构元件，则这些其它实例意图在权利要求的范围内。

Claims

1.一种状态监测装置(100)，其用于监测和评估电机(210)的状态，所述状态监测装置(100)包括：

至少两个测量模块(110,120)，各个测量模块包括：

壳体，其能够附连于所述电机(210)的本体上的地点；

至少一个传感器(113,123,133)，其收纳在所述壳体内，所述至少一个传感器(113,123,133)构造成测量在所述地点处与所述电机(210)相关联的电气和机械参数中的至少一个；以及

标签阅读器(119,129)，其构造用于与标签(220,230)通信，用于获得指示所述电机(210)的所述本体上的所述地点的位置信息，其中所述标签包括指示所述电机(210)的所述本体上的所述地点的所述位置信息，并且其中所述标签在所述附连的壳体的所述地点近侧安装在所述电机(210)的所述本体上；以及

其中来自所述至少两个测量模块的第一测量模块能够与来自所述至少两个测量模块的第二测量模块匹配。

2.根据权利要求1所述的状态监测装置，其特征在于，所述标签阅读器为近场通信(NFC)阅读器、射频识别(RFID)阅读器、快速响应(QR)扫描器以及条形码扫描器中的一种。

3.根据权利要求1所述的状态监测装置，其特征在于，所述电机的所述状态包括所述电机的健康、所述电机的能量使用、所述电机的性能效率中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的状态监测装置，其特征在于，所述状态监测装置还包括评估模块，其具有构造用于使用第一通信协议与用户配置装置和服务器中的至少一个通信的网络接口(146)。

5.根据权利要求1所述的状态监测装置(100)，其特征在于，所述至少一个传感器包括：

至少一个振动传感器，其用于测量沿着大致平行于所述电机(210)的转子的轴线的第一轴线的振动的第一值和沿着第二轴线的振动的第二值，其中所述第二轴线与所述第一轴线成第一角度。

6.根据权利要求1所述的状态监测装置(100)，其特征在于，所述至少一个传感器还包括：

至少一个磁通量传感器，其用于测量沿着大致平行于所述电机(210)的转子的轴线的第一轴线的磁场强度的第一值和沿着第二轴线的磁场强度的第二值，其中所述第二轴线与所述第一轴线成第一角度。

7.根据权利要求4所述的状态监测装置，其特征在于，来自所述至少两个测量模块的所述第二测量模块能够与所述评估模块匹配。