DE102016113702B4

DE102016113702B4 - Geschwindigkeitsdetektion unter Verwendung von mehreren Verarbeitungspfaden

Info

Publication number: DE102016113702B4
Application number: DE102016113702.2A
Authority: DE
Inventors: Ernst Hermann Schophuis; Hermann Beeke; Hermann Holtmannspötter
Original assignee: Epro GmbH
Current assignee: Epro GmbH
Priority date: 2016-03-11
Filing date: 2016-07-25
Publication date: 2022-06-15
Anticipated expiration: 2036-07-26
Also published as: US20170261530A1; CN107179418B; CN107179418A; US10145860B2; DE102016113702A1

Abstract

Verfahren zum Erzeugen von zwei Geschwindigkeitsmesswerten eines sich bewegenden Körpers (104) unter Verwendung eines Verbundsignals, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:Vorsehen eines sich bewegenden Körpers (104) mit einem daran angeordneten Element (102), das durch einen Sensor (1) detektiert werden kann, wenn sich der sich bewegende Körper (104) bewegt;Erfassen des Elements (102) mit einem Sensor (1), wenn sich der Körper (104) bewegt, und Erzeugen eines Verbundsignals mit einer Reihe von Impulsen, wobei jeder Impuls erzeugt wird, wenn das Erfassungselement (102) am Sensor (1) vorbei bewegt wird,Übertragen des Verbundsignals zu einer Sensoraufbereitungseinheit (3) und(1) Entkoppeln des Verbundsignals mit der Sensoraufbereitungseinheit (3), um ein erstes aufbereitetes Untersignal, das dem Verbundsignal entspricht, das für eine Zeitgeber/Zähler-Eingabeeinheit (6.1) konfiguriert ist, zu erzeugen, und(2) Erzeugen eines zweiten aufbereiteten Untersignals mit der Sensoraufbereitungseinheit (3), das dem Verbundsignal entspricht, das für einen Analog-Digital-Umsetzer (ADC) (4) konfiguriert ist,Übertragen des ersten aufbereiteten Untersignals zu einer Zeitgeber/Zähler-Eingabeeinheit (6.1) und Berechnen eines ersten Geschwindigkeitsmesswerts auf der Basis eines Zählwerts mindestens eines Impulses im ersten aufbereiteten Untersignal und einer ersten Messung der Zeit über den Impuls oder des Impulses über die Zeit;Übertragen des zweiten aufbereiteten Untersignals zu einem ADC (4) und Abtasten des zweiten aufbereiteten Untersignals mit einer Abtastrate, um ein abgetastetes zweites aufbereitetes Untersignal zu erzeugen; undÜbertragen des abgetasteten zweiten aufbereiteten Untersignals zu einer Datenerfassungseinheit (6.2) und Berechnen eines zweiten Geschwindigkeitsmesswerts auf der Basis eines Zählwerts von mindestens einem Impuls im zweiten aufbereiteten Untersignal und einer zweiten Messung der Zeit über den Impuls oder des Impulses über die Zeit, dadurch gekennzeichnet, dass das erste aufbereitete Untersignal unter Verwendung eines ersten Auslösepegels analysiert wird, so dass ein Impuls nur dann gezählt wird, wenn das erste aufbereitete Untersignal den ersten Auslösepegel erfüllt oder überschreitet;das zweite aufbereitete Untersignal unter Verwendung eines zweiten Auslösepegels analysiert wird, so dass ein Impuls nur dann gezählt wird, wenn das zweite aufbereitete Untersignal den zweiten Auslösepegel erfüllt oder überschreitet; unddas zweite aufbereitete Untersignal auf Rauschen überwacht wird und der erste und der zweite Auslösepegel auf einen dritten und einen vierten höheren Auslösepegel erhöht werden, wenn Rauschen im zweiten aufbereiteten Untersignal einen vorbestimmten Pegel überschreitet.

Description

GEBIET
Diese Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Maschinenzustandsüberwachung. Insbesondere bezieht sich diese Erfindung auf die Geschwindigkeitsmessung einer sich bewegenden Maschinerie.
HINTERGRUND
Die Verfolgung und Messung der Drehgeschwindigkeit einer rotierenden Maschinerie wie z. B. von Gebläsen und Motoren weist eine Anzahl von wichtigen Anwendungen auf. Geschwindigkeitsmessungen können beispielsweise beim Detektieren und Analysieren von Fehlerbedingungen der Maschinerie verwendet werden, wie z. B. einer Maschine, die aufgrund von Verschleiß, Missbrauch, ungleichmäßiger Last, Fremdstoffansammlung usw. nicht im Gleichgewicht oder ausgerichtet ist. Ebenso können Risse in einer Maschinerie oder andere Fehler durch eine Vibrationsanalyse entdeckt werden und eine Geschwindigkeitsmessung wird verwendet, um die Vibration zu analysieren. Um die Maschinerie genau zu überwachen, sind Geschwindigkeitsmessungen erforderlich, die für die spezielle Anwendung zuverlässig, genau, überprüfbar und ausreichend aufgelöst sind (z. B. Abtastgeschwindigkeit).
DE 10 2011 078 586 A1 offenbart eine Schaltung zur Auswertung von Resolver-Sensorsignalen in einem Fahrzeug, aufweisend einen Resolver-Sensor, eingerichtet zum Aufnehmen einer Drehbewegung eines Rotors einer elektrischen Maschine, einen Resolver-Digitalkonverter-Schaltkreis, kommunikativ verbunden mit dem Resolver-Sensor, eingerichtet zum Ansteuern des Resolver-Sensors und zur Auswertung der Resolver-Sensordaten und ein Prozessorelement, aufweisend eine Datenanbindung an dem Resolver-Digitalkonverter-Schaltkreis zur Übermittlung von ausgewerteten Resolver-Sensordaten, wobei das Prozessorelement eine weitere Datenanbindung zur Übermittlung von weiteren Messdaten zur redundanten Verifikation der ausgewerteten Resolver-Sensordaten aufweist.
Diese Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Detektieren und Messen der Drehgeschwindigkeit einer Maschinerie, die detaillierte, genaue Daten liefert, die überprüft, bearbeitet und analysiert werden können.
ZUSAMMENFASSUNG
Die obigen und weitere Bedürfnisse werden durch eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erzeugen von zwei Geschwindigkeitsmessungen eines sich bewegenden Körpers unter Verwendung eines Verbundsignals erfüllt. Die Vorrichtung umfasst ein Element, das am Körper angeordnet ist, das durch einen Sensor detektiert werden kann, wenn sich der Körper bewegt. Ein Sensor, der nahe dem Körper angeordnet ist, ist auch dazu konfiguriert, das Element zu detektieren, wenn sich der Körper bewegt, und erzeugt ein Verbundsignal mit mindestens einem Impuls, aber vorzugsweise einer Reihe von Impulsen, wobei jeder Impuls erzeugt wird, wenn das Erfassungselement bewegt wird und durch den Sensor detektiert wird. Der Sensor überträgt das Verbundsignal zu einer Sensoraufbereitungseinheit. Die Sensoraufbereitungseinheit entkoppelt das Verbundsignal, um ein erstes aufbereitetes Untersignal und ein zweites aufbereitetes Untersignal zu erzeugen, die dem Verbundsignal entsprechen. Die Untersignale können jeweils eine oder beide einer Wechselspannungskomponente und einer Gleichspannungskomponente aufweisen.
Ein Zeitgeber/Zähler mit einem Takt erzeugt Taktmarken, empfängt das erste aufbereitete Untersignal, das durch die Sensoraufbereitungseinheit übertragen wird, und bestimmt dann einen ersten Geschwindigkeitsmesswert auf der Basis eines Zählwerts von mindestens einem Impuls im ersten aufbereiteten Untersignal und einer ersten Messung der Zeit über den Impuls oder des Impulses über die Zeit. Ein Analog-Digital-Umsetzer (ADC) empfängt das zweite aufbereitete Untersignal, das durch die Sensoraufbereitungseinheit übertragen wird, und tastet das zweite aufbereitete Untersignal mit einer Abtastrate ab, um ein abgetastetes zweites aufbereitetes Untersignal zu erzeugen. Eine Datenerfassungseinheit empfängt das abgetastete zweite aufbereitete Untersignal. Das abgetastete zweite aufbereitete Untersignal wird in einem Speicher gespeichert und dann berechnet eine Verarbeitungsschaltung einen zweiten Geschwindigkeitsmesswert auf der Basis eines Zählwerts mindestens eines Impulses im zweiten aufbereiteten Untersignal und einer zweiten Messung der Zeit über den Impuls oder des Impulses über die Zeit.
Gemäß dem Verfahren weist ein sich bewegender Körper ein Element auf, das durch einen Sensor detektiert werden kann, wenn sich der sich bewegende Körper bewegt. Der Sensor kann ein Wirbelstromsensor, ein Hall-Effekt-Sensor, ein Lichtsensor oder andere Typen von Sensoren sein. Der Sensor erzeugt ein Verbundsignal mit einer Reihe von Impulsen, wobei jeder Impuls erzeugt wird, wenn das Erfassungselement am Sensor vorbei bewegt wird. Das Verbundsignal wird zu einer Sensoraufbereitungseinheit übertragen, die das Verbundsignal entkoppelt, um ein erstes aufbereitetes Untersignal und ein zweites aufbereitetes Untersignal zu erzeugen. In bestimmten Ausführungsformen weist das erste aufbereitete Untersignal nur ein Wechselspannungssignal auf, das einer Wechselspannungskomponente des Verbundsignals entspricht. In anderen Ausführungsformen kann das erste aufbereitete Untersignal ebenso eine Gleichspannungskomponente umfassen. Das zweite aufbereitete Untersignal entspricht dem Verbundsignal und weist eine Wechselspannungskomponente und kann zusätzlichen Gleichspannungskomponente aufweisen.
Das erste aufbereitete Untersignal wird zu einer Zeitgeber/Zähler-Eingabeeinheit übertragen, die einen ersten Geschwindigkeitsmesswert auf der Basis eines Zählwerts mindestens eines Impulses im ersten aufbereiteten Untersignal und einer ersten Messung der Zeit über den Impuls oder des Impulses über die Zeit berechnet. Das zweite aufbereitete Untersignal wird zu einem Analog-Digital-Umsetzer (ADC) übertragen und wird mit einer konfigurierbaren oder einstellbaren Abtastrate abgetastet, um ein abgetastetes zweites aufbereitetes Untersignal zu erzeugen. Eine geeignete Abtastfrequenz ist 96000 Hz. Das abgetastete zweite aufbereitete Untersignal wird zu einer Datenerfassungseinheit übertragen, die einen zweiten Geschwindigkeitsmesswert auf der Basis eines Zählwerts mindestens eines Impulses im zweiten aufbereiteten Untersignal und einer zweiten Messung der Zeit über den Impuls oder des Impulses über die Zeit berechnet. In bestimmten Ausführungsformen basiert der Schritt der Berechnung eines ersten Geschwindigkeitsmesswerts auf einem Zählwert der mehreren Impulse im ersten aufbereiteten Untersignal und der Schritt der Berechnung eines zweiten Geschwindigkeitsmesswerts basiert auf einem Zählwert von mehreren Impulsen im zweiten aufbereiteten Untersignal.
In bestimmten Ausführungsformen speichert das Verfahren auch ein erstes oder unteres Auslösekriterium in einem Speicher der Datenerfassungseinheit und detektiert einen Impuls im ersten aufbereiteten Untersignal, im zweiten aufbereiteten Untersignal oder beiden nur dann, wenn das erste Auslösekriterium erfüllt ist. Beispielsweise nur wenn die Amplitude oder die Dauer des Impulses das festgelegte Auslösekriterium erfüllt. Das Verfahren kann auch ein zweites oder oberes Auslösekriterium im Speicher der Datenerfassungseinheit speichern und einen Impuls im ersten aufbereiteten Untersignal, im zweiten aufbereiteten Untersignal oder beiden nur dann detektieren, wenn das zweite Auslösekriterium erfüllt ist. Falls erwünscht, kann wieder das obere Auslösekriterium sowohl eine Amplitude als auch eine Dauer erfordern. Das Auslösekriterium kann automatisch modifiziert werden. Das Kriterium kann beispielsweise in Reaktion auf die Anwesenheit von Rauschen im Signal oder eines Gleichspannungsversatzes im Signal automatisch eingestellt werden. In anderen Ausführungsformen kann das Eingangssignal in Reaktion auf Rauschen im Signal eingestellt werden, oder um das Signal auf die Auslösekriterien einzustellen (z. B. Gleichspannungsversatz). Auslösebefehle, wie z. B. Auslösekriterien können von einem externen Eingang empfangen werden.
Das obere und das untere Auslösekriterium können auch alternativ verwendet werden. Das heißt, das untere Auslösekriterium kann während Zeitdauern mit geringem Rauschen verwendet werden. Folglich wird ein Impuls gezählt, sobald das Verbundsignal das untere Auslösekriterium erfüllt oder überschreitet. Bei Anwesenheit von detektierten hohen Rauschpegeln kann jedoch das obere Auslösekriterium verwendet werden und ein Impuls wird nur dann gezählt, wenn das Verbundsignal das obere Auslösekriterium erfüllt oder überschreitet. Wieder können das obere Auslösekriterium und das untere Auslösekriterium Anforderungen von sowohl Amplitude als auch Dauer aufweisen.
In anderen Ausführungsformen wird das erste aufbereitete Untersignal unter Verwendung eines ersten Auslösepegels analysiert, so dass ein Impuls nur dann gezählt wird, wenn das erste aufbereitete Untersignal den ersten Auslösepegel erfüllt oder überschreitet. Das zweite aufbereitete Untersignal wird unter Verwendung eines zweiten Auslösepegels analysiert, so dass ein Impuls nur dann gezählt wird, wenn das zweite aufbereitete Untersignal den zweiten Auslösepegel erfüllt oder überschreitet. Und das zweite aufbereitete Untersignal wird auf Rauschen überwacht und der erste und der zweite Auslösepegel werden auf einen dritten und einen vierten höheren Auslösepegel erhöht, wenn Rauschen im zweiten aufbereiteten Untersignal einen vorbestimmten Pegel überschreitet.
Die Datenerfassungseinheit zählt die detektierten Impulse über eine zweite Zeitdauer und berechnet eine Geschwindigkeit auf der Basis eines Zählwerts mindestens eines Impulses im zweiten aufbereiteten Untersignal und einer zweiten Messung der Zeit über den Impuls oder des Impulses über die Zeit. Außerdem kann die Datenerfassungseinheit eine Reihe von Impulsen im digitalen Bereich erzeugen, die die Impulse im zweiten aufbereiteten Untersignal darstellen und diesen entsprechen, die das obere Auslöskriterium und/oder das untere Auslösekriterium erfüllen. Die Reihe von Impulsen im digitalen Bereich kann zu einer anderen Ausrüstung zur Verwendung bei anderen Berechnungen übertragen werden oder die Reihe von Impulsen kann in den analogen Bereich umgesetzt werden und wieder zu einer anderen Ausrüstung übertragen werden.
Ein oberes und ein unteres Auslösekriterium können von der Datenerfassungseinheit zum Zeitgeber/Zähler übertragen werden und der Zeitgeber/Zähler ist dazu konfiguriert, auf die Auslösekriterien zu reagieren, und zählt Impulse im Verbundsignal nur dann, wenn das Verbundsignal sowohl das obere als auch das untere Auslösekriterium erfüllt. Alternativ kann der Zeitgeber/Zähler dazu konfiguriert sein, einen Impuls im Verbundsignal nur dann zu zählen, wenn die Amplitude des Verbundsignals die unteren Auslösekriterien erfüllt oder überschreitet. Alternativ kann der Zeitgeber/Zähler dazu konfiguriert sein, einen Impuls im Verbundsignal nur dann zu zählen, wenn die Amplitude des Verbundsignals die oberen Auslösekriterien erfüllt oder überschreitet. Die letztere Konfiguration kann verwendet werden, wenn ein hoher Rauschpegel im Verbundsignal detektiert wird.
In bestimmten Ausführungsformen umfasst das Verfahren die Schritte des Vorsehens eines ersten Auslösekriteriums im Zeitgeber/Zähler für das erste aufbereitete Untersignal, des Vorsehens eines zweiten Auslösekriteriums in der Datenerfassungseinheit für das zweite aufbereitete Untersignal. Dann Verarbeitung des zweiten aufbereiteten Untersignals (z. B. Digitalverarbeitung), Einstellen des zweiten Auslösekriteriums oder beides in Reaktion auf die Anwesenheit von Rauschen im zweiten aufbereiteten Untersignal. Auch Verarbeiten des ersten aufbereiteten Untersignals auf der Basis der Verarbeitung des zweiten aufbereiteten Untersignals. Schließlich umfasst das Verfahren das Zählen von Impulsen im ersten aufbereiteten Untersignal auf der Basis des ersten Auslösekriteriums, so dass ein Impuls gezählt wird, sobald das erste aufbereitete Untersignal das erste Auslösekriterium erfüllt, und Zählen von Impulsen im zweiten aufbereiteten Untersignal auf der Basis des zweiten Auslösekriteriums, so dass ein Impuls gezählt wird, sobald das zweite aufbereitete Untersignal das zweite Auslösekriterium erfüllt. Folglich können die Signale digital verarbeitet werden, bevor die Geschwindigkeit berechnet wird. Die Signale können auch nach einer anfänglichen Geschwindigkeitsberechnung verarbeitet werden, um die Geschwindigkeitsberechnung zu verbessern, und dann wird die Geschwindigkeit erneut berechnet. Der Prozess kann eine Anzahl von Malen wiederholt werden, um die Daten zu verbessern. Außerdem können die zwei Geschwindigkeitsberechnungen miteinander verglichen werden. Auf der Basis dieses Vergleichs kann, wenn beispielsweise eine Diskrepanz besteht, die einen bestimmten Betrag überschreitet, ein Alarm erzeugt werden oder das Signal kann weiterverarbeitet werden.
In einer alternativen Ausführungsform werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erzeugen einer Vibrationsmessung und einer Geschwindigkeitsmessung eines sich bewegenden Körpers unter Verwendung eines einzelnen Signals geschaffen.
Die Vorrichtung umfasst ein Element, das am Körper angeordnet ist, das durch einen Sensor wie z. B. einen Nähe- oder Vibrationssensor detektiert werden kann, wenn sich der Körper bewegt. Ein Sensor, der nahe dem Körper angeordnet ist, ist auch dazu konfiguriert, das Element zu detektieren, wenn sich der Körper bewegt, und erzeugt ein Verbundsignal mit mindestens einem Impuls, aber vorzugsweise einer Reihe von Impulsen, wobei jeder Impuls erzeugt wird, wenn das Erfassungselement bewegt wird und durch den Sensor detektiert wird. Der Sensor überträgt das Verbundsignal zu einer Sensoraufbereitungseinheit. Die Sensoraufbereitungseinheit entkoppelt das Verbundsignal, um ein erstes aufbereitetes Untersignal und ein zweites aufbereitetes Untersignal zu erzeugen, die dem Verbundsignal entsprechen. Die Untersignale weisen eine Wechselspannungskomponente auf und können einer Gleichspannungskomponente aufweisen.
Ein Zeitgeber/Zähler mit einem Takt erzeugt Taktmarken, empfängt das erste aufbereitete Untersignal, das durch die Sensoraufbereitungseinheit übertragen wird, und bestimmt dann einen Geschwindigkeitsmesswert auf der Basis eines Zählwerts von mindestens einem Impuls im ersten aufbereiteten Untersignal und einer ersten Messung der Zeit über den Impuls oder des Impulses über die Zeit. Ein Analog-Digital-Umsetzer (ADC) empfängt das zweite aufbereitete Untersignal, das durch die Sensoraufbereitungseinheit übertragen wird, und tastet das zweite aufbereitete Untersignal mit einer Abtastrate ab, um ein abgetastetes zweites aufbereitetes Untersignal zu erzeugen. Eine Datenerfassungseinheit empfängt das abgetastete zweite aufbereitete Untersignal. Das abgetastete zweite aufbereitete Untersignal wird in einem Speicher gespeichert und dann wird eine Verarbeitungsschaltung verwendet, um die Vibration des sich bewegenden Körpers zu analysieren.
Gemäß dem Verfahren weist ein sich bewegender Körper ein Element auf, das durch einen Sensor detektiert werden kann, wenn sich der sich bewegende Körper bewegt. Der Sensor kann ein Wirbelstromsensor, ein Hall-Effekt-Sensor, ein Lichtsensor oder andere Typen von Sensoren sein. Der Sensor erzeugt ein Verbundsignal mit einer Reihe von Impulsen, wobei jeder Impuls erzeugt wird, wenn das Erfassungselement am Sensor vorbei bewegt wird. Das Verbundsignal wird zu einer Sensoraufbereitungseinheit übertragen, die das Verbundsignal entkoppelt, um ein erstes aufbereitetes Untersignal und ein zweites aufbereitetes Untersignal zu erzeugen. In bestimmten Ausführungsformen weist das erste aufbereitete Untersignal nur ein Wechselspannungssignal auf, das einer Wechselspannungskomponente des Verbundsignals entspricht. In anderen Ausführungsformen kann das erste aufbereitete Untersignal ebenso eine Gleichspannungskomponente umfassen. Das zweite aufbereitete Untersignal entspricht dem Verbundsignal und weist Wechselspannungskomponenten und kann Gleichspannungskomponenten aufweisen.
Das erste aufbereitete Untersignal wird zu einer Zeitgeber/Zähler-Eingabeeinheit übertragen, die einen ersten Geschwindigkeitsmesswert auf der Basis eines Zählwerts von mindestens einem Impuls im ersten aufbereiteten Untersignal und einer ersten Messung der Zeit über den Impuls oder des Impulses über die Zeit berechnet. Das zweite aufbereitete Untersignal wird zu einem Analog-Digital-Umsetzer (ADC) übertragen und wird mit einer konfigurierbaren oder einstellbaren Abtastrate abgetastet, um ein abgetastetes zweites aufbereitetes Untersignal zu erzeugen. Eine geeignete Abtastfrequenz ist 96000 Hz. Das abgetastete zweite aufbereitete Untersignal wird zu einer Datenerfassungseinheit übertragen, die einen zweiten Geschwindigkeitsmesswert auf der Basis eines Zählwerts von mindestens einem Impuls im zweiten aufbereiteten Untersignal und einer zweiten Messung der Zeit über den Impuls oder des Impulses über die Zeit berechnet. In bestimmten Ausführungsformen basiert der Schritt des Berechnens eines Geschwindigkeitsmesswerts auf einem Zählwert der mehreren Impulse im ersten aufbereiteten Untersignal.
In bestimmten Ausführungsformen speichert das Verfahren auch ein erstes oder unteres Auslösekriterium in einem Speicher der Datenerfassungseinheit und detektiert einen Impuls im ersten aufbereiteten Untersignal, im zweiten aufbereiteten Untersignal oder beiden nur dann, wenn das erste Kriterium erfüllt ist. Beispielsweise nur wenn die Amplitude oder Dauer des Impulses das festgelegte Kriterium erfüllt. Das Verfahren kann auch ein zweites oder oberes Auslösekriterium im Speicher der Datenerfassungseinheit speichern und einen Impuls im ersten aufbereiteten Untersignal, im zweiten aufbereiteten Untersignal oder beiden nur dann detektieren, wenn das zweite Kriterium erfüllt ist. Falls erwünscht, kann wieder das obere Auslösekriterium sowohl eine Amplitude als auch eine Dauer erfordern. Die Auslösekriterien können automatisch modifiziert werden. Die Kriterien können beispielsweise in Reaktion auf die Anwesenheit von Rauschen im Signal oder eines Gleichspannungsversatzes im Signal automatisch eingestellt werden. In anderen Ausführungsformen kann das Eingangssignal in Reaktion auf Rauschen im Signal eingestellt werden oder um das Signal auf die Auslösekriterien einzustellen (z. B. Gleichspannungsversatz). Auslösebefehle wie z. B. Auslösekriterien können von einem externen Eingang empfangen werden.
Die oberen und unteren Auslösekriterien können auch alternativ verwendet werden. Das heißt, die unteren Auslösekriterien können während Zeitdauern mit geringem Rauschen verwendet werden. Folglich wird ein Impuls gezählt, sobald das Verbundsignal die unteren Auslösekriterien erfüllt oder überschreitet. In Gegenwart von detektierten hohen Rauschpegeln können jedoch die oberen Auslösekriterien verwendet werden und ein Impuls wird nur dann gezählt, wenn das Verbundsignal die oberen Auslösekriterien erfüllt oder überschreitet. Wiederum können das obere Auslösekriterium und das untere Auslösekriterium Anforderungen an sowohl Amplitude als auch Dauer aufweisen.
In anderen Ausführungsformen wird das erste aufbereitete Untersignal unter Verwendung eines ersten Auslösepegels analysiert, so dass ein Impuls nur dann gezählt wird, wenn das erste aufbereitete Untersignal den ersten Auslösepegel erfüllt oder überschreitet. Das zweite aufbereitete Untersignal wird unter Verwendung eines zweiten Auslösepegels analysiert, so dass ein Impuls nur gezählt wird, wenn das zweite aufbereitete Untersignal den zweiten Auslösepegel erfüllt oder überschreitet. Und das zweite aufbereitete Untersignal wird auf Rauschen überwacht und der erste und der zweite Auslösepegel werden auf einen dritten und einen vierten höheren Auslösepegel erhöht, wenn Rauschen im zweiten aufbereiteten Untersignal einen vorbestimmten Pegel überschreitet.
Die Datenerfassungseinheit zählt die detektierten Impulse über eine zweite Zeitdauer und berechnet eine Geschwindigkeit auf der Basis eines Zählwerts von mindestens einem Impuls im zweiten aufbereiteten Untersignal und einer zweiten Messung der Zeit über den Impuls oder des Impulses über die Zeit. Außerdem kann die Datenerfassungseinheit eine Reihe von Impulsen im digitalen Bereich erzeugen, die die Impulse im zweiten aufbereiteten Untersignal darstellen und diesen entsprechen, die das obere Auslöskriterium und/oder das untere Auslösekriterium erfüllen. Die Reihe von Impulsen im digitalen Bereich kann zu einer anderen Ausrüstung zur Verwendung bei anderen Berechnungen übertragen werden oder die Reihe von Impulsen kann in den analogen Bereich umgesetzt und wieder zu einer anderen Ausrüstung übertragen werden.
Ein oberes und ein unteres Auslösekriterium können von der Datenerfassungseinheit zum Zeitgeber/Zähler übertragen werden und der Zeitgeber/Zähler ist dazu konfiguriert, auf die Auslösekriterien zu reagieren, und zählt Impulse im Verbundsignal nur dann, wenn das Verbundsignal die Bedingungen sowohl der oberen als auch unteren Auslösekriterien erfüllt. Alternativ kann der Zeitgeber/Zähler dazu konfiguriert sein, einen Impuls im Verbundsignal nur dann zu zählen, wenn die Amplitude des Verbundsignals die unteren Auslösekriterien erfüllt oder überschreitet. Alternativ kann der Zeitgeber/Zähler dazu konfiguriert sein, einen Impuls im Verbundsignal nur dann zu zählen, wenn die Amplitude des Verbundsignals das obere Auslösekriterium erfüllt oder überschreitet. Die letztere Konfiguration kann verwendet werden, wenn ein hoher Rauschpegel im Verbundsignal detektiert wird.
In bestimmten Ausführungsformen umfasst das Verfahren die Schritte des Vorsehens eines ersten Auslösekriteriums im Zeitgeber/Zähler für das erste aufbereitete Untersignal, des Vorsehens eines zweiten Auslösekriteriums in der Datenerfassungseinheit für das zweite aufbereitete Untersignal. Dann Verarbeitung des zweiten aufbereiteten Untersignals (z. B. digitale Verarbeitung), Einstellen des zweiten Auslösekriteriums oder beides in Reaktion auf die Anwesenheit von Rauschen im zweiten aufbereiteten Untersignal. Auch Verarbeitung des ersten aufbereiteten Untersignals auf der Basis der Verarbeitung des zweiten aufbereiteten Untersignals. Schließlich umfasst das Verfahren das Zählen von Impulsen im ersten aufbereiteten Untersignal auf der Basis des ersten Auslösekriteriums, so dass ein Impuls gezählt wird, sobald das erste aufbereitete Untersignal das erste Auslösekriterium erfüllt, und das Zählen von Impulsen im zweiten aufbereiteten Untersignal auf der Basis des zweiten Auslösekriteriums, so dass ein Impuls gezählt wird, sobald das zweite aufbereitete Untersignal das zweite Auslösekriterium erfüllt. Folglich können die Signale digital verarbeitet werden, bevor Geschwindigkeits- oder Vibrationsmessungen bestimmt werden. Die Signale können auch nach einer anfänglichen Geschwindigkeitsberechnung verarbeitet werden, um die Geschwindigkeitsberechnung zu verbessern, und dann wird die Geschwindigkeit oder Vibration erneut bestimmt. Der Prozess kann mehrere Male wiederholt werden, um die Daten zu verbessern.
Figurenliste
Andere Ausführungsformen der Erfindung werden durch Bezugnahme auf die ausführliche Beschreibung in Verbindung mit den Figuren ersichtlich, wobei Elemente nicht maßstäblich sind, um die Details deutlicher zu zeigen, wobei gleiche Bezugszeichen in den ganzen verschiedenen Ansichten gleiche Elemente angeben, und wobei:

1 ein Diagramm ist, das ein System zum Erzeugen von mindestens zwei Geschwindigkeitsmessungen eines sich bewegenden Körpers unter Verwendung eines einzelnen Sensorsignals gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 ein Schaubild ist, das ein Verbundsignal zeigt und obere und untere Auslösekriterien umfasst; und
3 eine Darstellung eines rotierenden Körpers und von mehreren Sensoren ist, die in der Nähe des rotierenden Körpers zum Detektieren einer Bewegung angeordnet sind;
4 eine graphische Darstellung eines Eingangssignals mit kombinierten Signal- und Auslösekomponenten ist;
5 eine graphische Darstellung eines bezüglich der Gleichspannung entkoppelten Nur-Vibrations-Signals ist;
6 eine graphische Darstellung eines Auslösesignals ohne Vibrationsüberlagerung ist; und
7 eine graphische Darstellung eines interpolierten und gefilterten Nur-Vibrations-Signals ist.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende Offenbarung beschreibt verschiedene Ausführungsformen einer Vorrichtung zum Erzeugen von mindestens zwei Geschwindigkeitsmesswerten eines sich bewegenden Körpers unter Verwendung eines einzelnen Sensorsignals. Die Vorrichtung kann beispielsweise verwendet werden, um die Drehgeschwindigkeit zur Verwendung beim Analysieren einer Vibration in einer Maschine zu detektieren. Die Vorrichtung verwendet zwei separate interne Verarbeitungspfade, um die Geschwindigkeit zu detektieren und zu messen, wobei beide Messwerte vom gleichen Eingangssignal abgeleitet sind, das von einem einzelnen Sensor empfangen wird. Zusätzliche Sensoren, die jeweils ermöglichen, dass mehrere Geschwindigkeitsmesswerte auf der Basis eines einzelnen Signals berechnet werden, das durch den Sensor erzeugt wird, können hinzugefügt werden. Das Vergleichen der Geschwindigkeitsmesswerte, die von diesen mehreren Sensoren durchgeführt werden, ermöglicht, dass zusätzliche Informationen über den sich bewegenden Körper erhalten werden und dass die Daten verbessert werden.
Mit Bezug auf 1 umfasst die Vorrichtung 100 ein Element 102, wie z. B. eine Kerbe, einen Zahn, eine Auslösemarkierung, eine Folie oder eine andere ähnliche Einrichtung, das an einem sich bewegenden Körper 104 wie z. B. einer Drehwelle eines Motors, einem Zahnrad, einer Pumpe, einem Gebläse usw. angeordnet ist. Das Element 102 wird durch einen Sensor 1 detektiert, wenn sich der Körper 104 bewegt. Der Sensor 1 kann beispielsweise die Bewegung des Elements 102 aufgrund von Vibration, Drehung oder Translation des sich bewegenden Körpers 104 detektieren. Die Sensoren 1 können Hall-Effekt-Sensoren, Wirbelstromsensoren, Lichtsensoren und dergleichen umfassen. In anderen Fällen können elektrodynamische Sensoren oder andere analoge Eingangsquellen verwendet werden. Die Bewegung des Körpers 104 wird durch den Sensor 1 erfasst und diese Bewegung wird als Verbundsignal (d. h. rohe Sensordaten) dargestellt, das durch den Sensor in Reaktion auf die Bewegung des Körpers erzeugt wird. Ein Impuls wird im Verbundsignal erzeugt, wenn das Erfassungselement 102 sich in der Nähe zum Sensor 1 befindet, wie z. B. wenn sich das Element am Sensor vorbei dreht, nachdem es an einer Drehwelle angeordnet wurde. Im Fall einer Drehwelle oder eines sich bewegenden Körpers mit einer relativ konstanten oder wiederholten Bewegung in der Nähe des Elements wird daher diese Bewegung im Verbundsignal als Reihe von Impulsen dargestellt. Die Geschwindigkeit kann durch Korrelieren (Zählen) dieser Impulse mit einer Zeitmessung berechnet werden. Insbesondere kann die Geschwindigkeitsberechnung auf der Basis der Anzahl von Impulsen pro Zeitdauer oder der Zeit, die erforderlich ist, damit eine Anzahl von Impulsen auftritt, durchgeführt werden.
Das Verbundsignal vom Sensor 1 (oder einer anderen analogen Eingangsquelle) wird zu einer analogen Sensoraufbereitungseinheit 3 übertragen und durch diese analog verarbeitet. Eine Hauptaufgabe der analogen Sensoraufbereitungseinheit 3 besteht darin, Daten vom Sensor 1 an das Messsystem 100 zum Berechnen der Geschwindigkeit entlang zwei Verarbeitungswegen anzupassen. Dies umfasst die Einstellung des Signals auf einen geeigneten Spannungsbereich.
Außerdem besteht eine andere Funktion der analogen Sensoraufbereitungseinheit 3 darin, das Verbundsignal in zwei oder mehr Untersignale zu trennen. In einer speziellen Ausführungsform wird das Verbundsignal hinsichtlich der Gleichspannung entkoppelt, um ein erstes aufbereitetes Untersignal mit nur einem Wechselspannungssignal zu erzeugen, das einer Wechselspannungskomponente des Verbundsignals entspricht. In bestimmten anderen Ausführungsformen kann jedoch das erste aufbereitete Untersignal ebenso eine Gleichspannungskomponente aufweisen. Die Sensoraufbereitungseinheit 3 kann auch Fehlerimpulse und andere Störungen aus dem Signal extrahieren.
Die Sensoraufbereitungseinheit 3 speist das erste aufbereitete Untersignal in eine Zeitgeber/Zähler-Eingabeeinheit 6.1 eines Digitalsignalprozessors 6 oder eines Mikrocontrollers ein. Der Digitalsignalprozessor 6 umfasst einen Zeitgeber/Zähler 6.1, der Impulse im ersten aufbereiteten Untersignal zählt, und er zählt auch intern erzeugte Taktmarken (auch als Taktimpulse bekannt). Um die Geschwindigkeit zu bestimmen, dividiert die Zeitgeber/Zähler-Eingabeeinheit 6.1 die Anzahl von Impulsen durch die Anzahl von Taktmarken oder umgekehrt, und erzeugt eine digitale Geschwindigkeitszahl, die der Geschwindigkeit entspricht. Die digitale Geschwindigkeitszahl wird wiederholt berechnet und wiederholt zur Digitalsignal-Verarbeitungseinheit 7.2. übertragen. Der Zeitgeber/Zähler 6.1 kann die Geschwindigkeit in mehreren verschiedenen Weisen berechnen. Beispielsweise kann er die Anzahl von Taktmarken über einen einzelnen Impuls zählen. Wenn die Geschwindigkeit zunimmt, nimmt die Dauer des Impulses ab und folglich entspricht die Dauer des Impulses der Geschwindigkeit. Folglich wird die digitale Geschwindigkeitszahl durch Dividieren einer Konstante durch die Anzahl von Taktmarken berechnet, die in einem einzelnen Impuls gezählt werden. Alternativ und genauer kann die digitale Geschwindigkeitszahl durch Zählen der Anzahl von Impulsen über eine festgelegte Zeit und Dividieren der Anzahl von Impulsen durch die Zeit berechnet werden. Diese Anzahl wird auch mit einer Konstante multipliziert, um die physikalische Bedingung der Ausrüstung widerzuspiegeln und eine Zahl zu erzeugen, die der Geschwindigkeit entspricht. Ebenso kann die digitale Geschwindigkeitszahl durch Zählen der Anzahl von Taktmarken in einer festgelegten Anzahl von Impulsen und dann Dividieren einer Konstante durch die Anzahl der Marken berechnet werden. Wieder wird die Konstante derart gewählt, dass das Ergebnis der Division eine digitale Geschwindigkeitszahl, die der Geschwindigkeit entspricht, auf der Basis der physikalischen Anordnung der Ausrüstung erzeugt.
Der Digitalsignalprozessor 6 betreibt eine Anwendung 7 unter Verwendung einer Digitalsignal-Verarbeitungseinheit 7.2, die die Geschwindigkeit des sich bewegenden Körpers unter Verwendung der digitalen Geschwindigkeitszahl berechnet, die durch den Zeitgeber/Zähler 6.1 erzeugt wird. Der Mikroprozessor kann die Geschwindigkeit in digitaler Form zur Verwendung in einer anderen Verarbeitungsvorrichtung ausgeben oder er kann ein analoges Ausgangsimpulssignal unter Verwendung der Impulsausgabeerzeugungs-Anwendung (7.4) erzeugen, die die digitale Impulsausgabeschnittstelle (6.4) steuert, um das der Geschwindigkeit entsprechende analoge Ausgangsimpulssignal zu erzeugen. Die Phase des analogen Impulsausgangssignals kann gesteuert werden, um sie an die Phase der Sensorsignalimpulse anzupassen, die durch die analoge Sensoraufbereitungsschaltung erzeugt werden, unter Verwendung von Phasenzeitsteuersignalen, die durch die Zeitgeber/Zähler-Eingabeeinheit 6.1 erzeugt werden. Die digitalen Geschwindigkeitszahlen können beispielsweise aus der Zeitgeber/Zähler-Einheit 6.1 in einer bekannten Phasenbeziehung zur Vorderflanke oder Hinterflanke jedes Impulses, der im ersten Untersignal detektiert wird, ausgegeben werden. In einem solchen Fall kann der Mikroprozessor die Phase des analogen Ausgangsimpulssignals der Schnittstelle 6.4 auf der Basis der Ankunftszeit jeder digitalen Geschwindigkeitszahl vom Zeitgeber/Zähler 6.1 steuern.
Ein Vorteil der Verwendung der Zeitgeber/Zähler-Eingabeeinheit 6.1 zum Abtasten des hinsichtlich der Gleichspannung entkoppelten Signals ist die hohe Auflösung der Zeitgeber/Zähler-Eingabeeinheit 6.1 des DSP/Mikrocontrollers 6. Im Allgemeinen kann eine viel höhere Auflösung entlang des analogen Pfades als entlang des digitalen Pfades erreicht werden. Tatsächlich kann die Rate, mit der die digitale Geschwindigkeitszahl durch die Zeitgeber/Zähler-Einheit erzeugt wird, nahe dem internen Prozessortakt des Mikroprozessors 6 liegen. Dies erhöht die Geschwindigkeitsmessauflösung, was für Signale mit hoher Geschwindigkeit besonders vorteilhaft ist. Ein Nachteil besteht jedoch darin, dass keine Informationen in Bezug auf den Sensorzustand unter Verwendung dieses Verarbeitungsverfahrens abgeleitet werden können. Die Zeitgeber/Zähler-Eingabeeinheit 6.1 weist nur ein minimales analoges Vorderende auf. Sie kann sicherstellen, dass die Sensoreingangsamplitude innerhalb eines annehmbaren Bereichs liegt, der für die Hoch/Niedrig-Detektion erforderlich ist, und dass eine Flankenauslösung unterstützt wird. Echtzeitinformationen über die rohe Signalamplitude können jedoch nicht aus dem Signal abgeleitet werden. Zum großen Teil können keine Auslösekriterien-Einstellungen oder Einstellungen für die Sensorüberwachung auf der Basis der vom Zeitgeber/Zähler-Eingang 6.1 abgeleiteten Informationen durchgeführt werden. In bestimmen Fällen können jedoch die Auslösekriterien nur durch Hinzufügen eines kleinen Gleichspannungsversatzes zum Signal erfüllt werden, so dass diese kleine Einstellung ab und zu erforderlich sein kann.
Ein Vorteil dieser Erfindung besteht jedoch darin, dass das Bestimmen der Geschwindigkeit unter Verwendung von zwei oder mehr Verarbeitungspfaden oder Verarbeitungsverfahren einen breiteren Bereich von zu erfassenden Informationen zur gleichen Zeit schafft, als von der Verwendung nur eines einzelnen Verarbeitungspfades erhalten werden würde. Wie nachstehend erörtert, überwindet folglich das vorliegende System 100 die vorstehend beschriebenen Begrenzungen durch Berechnen einer Geschwindigkeit unter Verwendung eines zweiten, separaten Verarbeitungsverfahrens. Die zwei Verarbeitungsverfahren sind insofern komplementär, als die Stärken der Berechnung der Geschwindigkeit unter Verwendung eines Verfahrens die Schwächen der Berechnung der Geschwindigkeit unter Verwendung des anderen Verfahrens überwinden.
Die Sensoraufbereitungseinheit 3 erzeugt ein zweites aufbereitetes Untersignal, das dem Verbundsignal entspricht, das eine Wechselspannungskomponente aufweist und eine Gleichspannungskomponente aufweisen kann. Das zweite aufbereitete Untersignal wird von der analogen Sensoraufbereitungseinheit 3 zu einem Analog-Digital-Umsetzer (ADC) 4 übertragen. Der ADC tastet das Signal mit einer konfigurierbaren (d. h. einstellbaren) Abtastrate ab. In einer Ausführungsform arbeitet das System 100 beispielsweise mit einer Abtastrate von 96000 Hz. In anderen Ausführungsformen können jedoch höhere oder niedrigere Raten verwendet werden, aber höhere Raten sind bevorzugt.
Nachdem das zweite aufbereitete Untersignal von einem analogen Signal in ein digitales Signal umgesetzt wurde, kann eine digitale Erfassungseinheit 6.2 verwendet werden, um zusätzliche Verarbeitungsschritte an den abgetasteten Daten durchzuführen. Daher ist ein Vorteil der Verwendung der digitalen Erfassungseinheit 6.2 die Möglichkeit, verschiedene Filter- und andere Algorithmen in der Digitalsignal-Verarbeitungseinheit 7.2 durchzuführen. Im Gegensatz zum Berechnen der Geschwindigkeit auf der Basis von hinsichtlich der Gleichspannung entkoppelten Signalen unter Verwendung der Zeitgeber/Zähler-Eingabeeinheit 6.1, die für Signale mit hoher Geschwindigkeit besonders nützlich ist, ist die Verwendung der Erfassungseinheit 6.2 für das Messen einer Eingabe mit niedriger Geschwindigkeitsfrequenz, einschließlich bis auf Gleichspannung, gut geeignet.
Das über diesen Pfad erfasste Signal enthält Gleichspannungsinformationen und diese Gleichspannungsinformationen können für die Sensorüberwachung und Auslösekriterienfestlegung verwendet werden. Der Wechselspannungs+Gleichspannungs-Pegel kann beispielsweise beobachtet werden, um verschiedene Eigenschaften des Signals zu bestimmen, wie z. B. den absoluten Sensoreingangsbereich sowie die maximale Spitze und minimale Spitze des Signals. Außerdem kann das Wechselspannungssignal auch überwacht werden und der Wechselspannungswert von Spitze zu Spitze, die maximalen Spitzen- und minimalen Spitzenwerte können bestimmt werden.
Die Gleichspannungsinformationen ermöglichen die Auslösekriterienfestlegung und, dass rauschbehaftete Signale vorverarbeitet werden, um falsche und fehlerhafte Messungen zu vermeiden. Wenn beispielsweise ein Signal Rauschen oder irrtümliche Sensordaten umfasst (z. B. andere nahegelegene Maschinerie), könnte das Rauschen als Impuls interpretiert werden und eine falsche Geschwindigkeitsberechnung könnte sich ergeben. Durch Festlegen eines oder mehrerer Auslösekriterien kann eine gewisse Menge an Rauschen von den Signaldaten entfernt werden oder andere ungewollte Teile des Signals können ausgefiltert werden, um die Daten und die resultierende Geschwindigkeitsberechnung zu verbessern. Dieser Typ von Verarbeitung ist hilfreich beim Erhalten einer genaueren Geschwindigkeitsberechnung. Diese Auslösekriterienfestlegung könnte beispielsweise eine Festlegung einer minimalen Impulsamplitude oder Zeitdauer umfassen, um ihn als Impuls zu qualifizieren und in die Geschwindigkeitsberechnung einzuschließen. Wenn die Daten die Auslösekriterienfestlegungen oder Auslösekriterienbedingungen nicht erfüllen, wird dieser Teil der Daten nicht als Impuls betrachtet und wird aus der Geschwindigkeitsberechnung ausgeschlossen. Diese Festlegungen werden im digitalen Bereich durchgeführt, so dass sie vollständig steuerbar sind und während der Laufzeit geändert werden können.
Aufgrund der Begrenzungen des Zeitgebers/Zählers 6.1 kann dieser Typ von Datenbearbeitung, einschließlich Auslösekriterienfestlegung, Filtern usw., nicht gewöhnlich an den Daten durchgeführt werden, die durch den Zeitgeber/Zähler 6.1 analysiert werden. Daten, die durch die Erfassungseinheit 6.2 erhalten werden, können jedoch verwendet werden, um die geeigneten Datenbearbeitungsschritte zu bestimmen, die durchgeführt werden sollten, die dann an den Daten durchgeführt werden können, die durch den Zeitgeber/Zähler 6.1 analysiert werden. Mit anderen Worten, Messinformationen vom Zeitgeber/Zähler 6.1 können verwendet werden, um die Messinformationen von der Erfassungseinheit 6.2 zu verbessern, und umgekehrt. Da der Zeitgeber/Zähler 6.1 nur Übergänge an den Flanken des Eingangssignals detektiert, ist er beispielsweise unempfindlich gegen eine Signalpegelvariation, aber mit den Geschwindigkeitsinformationen, die von der Erfassungseinheit 6.2 abgeleitet werden, können bestimmte Filter und Auslösekriterien für den Zeitgeber/Zähler festgelegt werden. Die Verarbeitungsschritte, die beim Einstellen der durch den Zeitgeber/Zähler 6.1 analysierten Daten verwendet werden (d. h. analoge Daten), sind nicht identisch zu den Verarbeitungsschritten, die beim Einstellen der Daten verwendet werden, die durch die Erfassungseinheit 6.2 analysiert werden (d. h. digitale Daten). Die Verarbeitungsschritte, die auf die analogen Daten angewendet werden, können jedoch auf den Verarbeitungsschritten basieren, die auf die digitalen Daten angewendet werden. Bestimmte Teile der analogen Daten können beispielsweise unterdrückt werden oder eine Verstärkung oder ein Gleichspannungsversatz kann auf die Daten angewendet werden. In einem anderen Beispiel könnte, wenn entdeckt wird, dass eine Einheit von Rauschen im zweiten aufbereiteten Untersignal infolge von nahegelegenen Maschinen vorhanden ist, die Erfassungseinheit 6.2 dazu programmiert sein, diese eine Einheit von Rauschen im zweiten aufbereiteten Untersignal auszufiltern. Es könnte auch angenommen werden, dass derselbe Pegel von Rauschen im ersten aufbereiteten Untersignal vorhanden ist, so dass eine ähnliche Filterung auf das erste aufbereitete Untersignal durch die Digitalsignal-Verarbeitungseinheit 7.2 vor dem Berechnen der Geschwindigkeit entlang dieses Pfades angewendet werden kann.
Bestimmte Ausführungsformen der Vorrichtung 100 sind mit einem digitalen Eingang (optionaler Auslöser) 5 versehen, der Informationen von einem externen Eingang 2 empfängt. Der optionale Auslöser 5 kann als Prozesseingang oder als Auslöseeingang verwendet werden, um das Verhalten des Systems in Reaktion auf die Signaldaten zu modifizieren. Ein Prozesseingang kann ein digitaler Schalter sein, der ein System anweist, verschiedene Parameterfestlegungen zu verwenden, die verwendet werden können, um verschiedene Betriebszustände einer Maschine festzulegen. Die Parameterfestlegungen können beispielsweise die maximale zulässige Geschwindigkeit umfassen, bevor eine Warn- oder Störimpulsdetektionsbenachrichtigung ausgegeben wird. Eine andere Parameterfestlegung, die eingestellt werden kann, sind die Messzeitfestlegungen. Durch Einstellen dieses Parameters kann ein Benutzer zwischen einer geringeren Ansprechzeit oder einer höheren Messgenauigkeit auswählen.
In diesem speziellen Fall weist das System eine binäre Logik auf, die wie ein EIN/AUSSchalter funktioniert, der verwendet werden kann, um bestimmte Merkmale der Maschine ein- oder auszuschalten. Mit Bezug auf 2 enthält die Logik dieses speziellen Systems „hohe“ und „niedrige“ Zustände (z. B. eine Logik von 24 V) und das Verhalten des Systems kann in Abhängigkeit davon geändert werden, ob sie sich im „hohen“ oder „niedrigen“ Zustand befindet. Der externe Eingang wurde verwendet, um ein erstes oder unteres Auslösekriterium auf 35% und ein zweites oder oberes Auslösekriterium auf 70 % des annehmbaren Spannungsbereichs zwischen -2 V und -18 V zu setzen. Wenn die Spannung des aufbereiteten Untersignals nicht mehr als der Schwellenwert von 35 % ist, befindet sich das System im „niedrigen“ Zustand. Wenn andererseits die Spannung des zweiten aufbereiteten Untersignals mindestens gleich dem Schwellenwert von 70 % ist, befindet sich das System im „hohen“ Zustand.
Diese Logik kann verwendet werden, um eine breite Vielfalt von Informationen über die rotierende Ausrüstung zu liefern. Sie könnte beispielsweise verwendet werden, um anzugeben, ob ein Impuls vorhanden ist oder nicht. Ein Impuls kann nur gezählt werden, wenn sich das System in einem „hohen“ Zustand befindet. Das System könnte abschalten, wenn die Spannungsmesswerte außerhalb des festgelegten Bereichs liegen. Das Auslösen eines „hohen“ oder „niedrigen“ Zustandes könnte beispielsweise verursachen, dass das System abgeschaltet wird. Dies wäre zum Verhindern einer unsicheren Betriebsbedingung vorteilhaft, wie z. B. eines Motors, der sich zu langsam oder zu schnell dreht. Zusätzlich zu oder anstelle des Abschaltens des Systems könnte ein Alarm ausgelöst werden, wenn ein „hoher“ oder „niedriger“ Zustand detektiert oder ausgelöst wird.
Nachdem es in der vorstehend erörterten Weise verarbeitet und gefiltert ist, wird das zweite aufbereitete Untersignal von der Erfassungseinheit zur Digitalsignal-Verarbeitungseinheit 7.2 übertragen. Die Digitalsignal-Verarbeitungseinheit 7.2 berechnet dann einen zweiten Geschwindigkeitsmesswert auf der Basis eines Zählwerts von Impulsen im abgetasteten zweiten aufbereiteten Untersignal über eine zweite Zeitdauer. Das System kann ferner dazu konfiguriert sein, bestimmte Nachverarbeitungsschritte auszuführen, nachdem die Geschwindigkeitsmesswerte berechnet worden sind. Diese Schritte können ausgeführt werden, um die Geschwindigkeitsberechnungen zu verbessern oder die beste Geschwindigkeitsberechnung auszuwählen oder zusätzliche Feststellungen auf der Basis der Geschwindigkeitsberechnungen durchzuführen. Das System kann eine Rückkopplungsschleife umfassen, in der die Geschwindigkeitsberechnungen auf der Basis von nachverarbeiteten Daten erneut berechnet werden.
In einer Ausführungsform kann die Digitalsignal-Verarbeitungseinheit 7.2 dazu konfiguriert sein, Warnungen zu liefern oder eine Geschwindigkeitsberechnung auf der Basis von vorprogrammierten Kriterien anzunehmen oder abzulehnen. Die Digitalsignal-Verarbeitungseinheit 7.2 kann dazu konfiguriert sein, die ersten und zweiten Geschwindigkeitsmesswerte zu vergleichen und ein Fehlersignal zu erzeugen, wenn die ersten und zweiten Geschwindigkeitsmesswerte sich um einen vorbestimmten Betrag unterscheiden. Wenn beispielsweise die zwei Geschwindigkeitsberechnungen um einen bestimmten Betrag (z. B. 1 min^-1 oder mehr) oder um einen bestimmten Prozentsatz (z. B. 1 % oder mehr) variieren, kann die Digitalsignal-Verarbeitungseinheit 7.2 dazu programmiert sein, ein Fehlersignal auszugeben und irgendeine andere weitere Handlung zu unternehmen, wie z. B. Anhalten des sich bewegenden Körpers oder erneutes Durchführen der Geschwindigkeitsberechnungen. Die Digitalsignal-Verarbeitungseinheit 7.2 kann auch dazu konfiguriert sein, die ersten und zweiten Geschwindigkeitsmesswerte zu vergleichen und dann ein Fehlersignal zu erzeugen, wenn sich die ersten und zweiten Geschwindigkeitsmesswerte um einen vorbestimmten Betrag unterscheiden, und dann eine der Geschwindigkeitsmessungen auf der Basis von vorbestimmten Kriterien als korrekte Messwert auszuwählen. Die Digitalsignal-Verarbeitungseinheit 7.2 kann beispielsweise dazu programmiert sein, den höchsten oder niedrigsten berechneten Geschwindigkeitswert auszuwählen. Alternativ kann ein erwarteter Geschwindigkeitswert unter Verwendung eines optionalen Auslösers/digitalen Eingangs 5 eingegeben werden und die ausgewählte Geschwindigkeit könnte diejenige sein, die am nächsten zum erwarteten Wert liegt. In anderen Ausführungsformen könnte die Digitalsignal-Verarbeitungseinheit 7.2 das Integral oder die Ableitung der Geschwindigkeitsberechnungen verwenden, um eine Verlagerung oder Beschleunigung des sich bewegenden Körpers zu bestimmen.
In der obigen Erörterung wurde nur ein einzelner Sensor zum Bestimmen der Geschwindigkeit des sich bewegenden Körpers verwendet. 3 ist jedoch eine etwas kompliziertere Version, die einen zusätzlichen Sensor umfasst, der auch verwendet werden kann, um die Geschwindigkeit unter Verwendung von mehreren Verarbeitungspfaden zu bestimmen. In 1 sind die Linien gestrichelt, um den Punkt zu betonen, dass ein zweiter Sensor optional ist und nicht für den normalen Betrieb dieses Systems 100 erforderlich ist. Die zwei Sensoren sind jeweils dazu konfiguriert, die Zähne des Zahnrades zu detektieren, wenn sie vorbeigehen.
Sobald Geschwindigkeitsmesswerte unter Verwendung von zwei oder mehr Sensoren erhalten werden, können diese Informationen korreliert werden, um zusätzliche Informationen in Bezug auf das System aufzudecken. Die Geschwindigkeitsmesswerte können beispielsweise korreliert werden, um die Drehrichtung, ob der Körper still steht, usw. zu bestimmen. In einem anderen Beispiel können die Daten eines Sensors verwendet werden, um die Geschwindigkeit zu messen, während die Daten des zweiten Sensors verwendet werden können, um eine Verlagerung oder Vibration zu messen. Diese zwei Messungen können dann korreliert werden, um irgendwelche Trends oder Muster aufzudecken. Dies kann bei der Wartung der rotierenden Maschinerie besonders vorteilhaft sein, wenn ein potentielles Problem diagnostiziert oder verhindert wird. Das System kann auch verschiedene Typen von Informationen auf der Basis des durch jeden Sensor erzeugten Signals ausgeben. Die Signaldaten von einem Sensor können beispielsweise verwendet werden, um eine Geschwindigkeits- oder Beschleunigungsmessung zu erzeugen, während die Signaldaten von einem zweiten Sensor verwendet werden können, um eine Verlagerung oder Vibration der Maschinerie zu berechnen.
In einer alternativen Ausführungsform können Daten von einem einzelnen Sensor verwendet werden, um verschiedene Typen von Messungen unter Verwendung jedes Verarbeitungspfades abzuleiten. Eine Vibration kann beispielsweise durch die Erfassungseinheit 6.2 berechnet werden und die Geschwindigkeit kann durch den Zeitgeber/Zähler 6.1 berechnet werden. Das Sensoreingangssignal wird beispielsweise von einer Drehwelle mit einer Auslösemarkierung an dieser abgeleitet. An sich kombiniert das Sensoreingangssignal sowohl Vibrationsinformationen als auch Auslöseinformationen, wie in 4 gezeigt. Die konstanten Vibrationsinformationen mit niedrigem Pegel im Signal werden als Rauschen erkannt und können von den Impulsen getrennt werden, die verwendet werden können, um die Geschwindigkeit zu berechnen. Der erste Auslösepegel (oder das Eingangssignal selbst) kann eingestellt werden, so dass die Flanke der Spitze im Eingangssignal als Impuls erkannt wird. Diese Spitze tritt als Ergebnis der Drehung der Welle am Sensor vorbei auf. In 6 wurden die Vibrationsinformationen entfernt und nur die Spitzen oder Impulse sind übrig. Der Zeitgeber/Zähler 6.1 kann dieses Signal verwenden, um die Geschwindigkeit abzuleiten. Andererseits kann dasselbe Signal in die Erfassungseinheit 6.2 zur Berechnung von Vibrationsinformationen eingespeist werden. Unter Verwendung einer Digitalsignalverarbeitung können verschiedene Routinen, wie z. B. einfaches Filtern oder lineare Interpolation, angewendet werden, um die Auslöseimpulse im ursprünglichen Signal zu beseitigen oder zu verringern, wie in 5 gezeigt. 7 zeigt dieselben Signaldaten, wie in 5 gezeigt, nachdem sie interpoliert und gefiltert sind. Unter Verwendung von diesen Informationen können die Vibrationseigenschaften des rotierenden Körpers durch die Erfassungseinheit 6.2 bestimmt werden.
Das System sieht einen digitalen Impulsausgabegenerator 6.4 vor, der verwendet wird, um ein Ausgangsimpulssignal zu erzeugen. In den meisten Fällen stellt das Ausgangssignal die Geschwindigkeit des rotierenden Geräts dar.

Claims

Verfahren zum Erzeugen von zwei Geschwindigkeitsmesswerten eines sich bewegenden Körpers (104) unter Verwendung eines Verbundsignals, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Vorsehen eines sich bewegenden Körpers (104) mit einem daran angeordneten Element (102), das durch einen Sensor (1) detektiert werden kann, wenn sich der sich bewegende Körper (104) bewegt; Erfassen des Elements (102) mit einem Sensor (1), wenn sich der Körper (104) bewegt, und Erzeugen eines Verbundsignals mit einer Reihe von Impulsen, wobei jeder Impuls erzeugt wird, wenn das Erfassungselement (102) am Sensor (1) vorbei bewegt wird, Übertragen des Verbundsignals zu einer Sensoraufbereitungseinheit (3) und (1) Entkoppeln des Verbundsignals mit der Sensoraufbereitungseinheit (3), um ein erstes aufbereitetes Untersignal, das dem Verbundsignal entspricht, das für eine Zeitgeber/Zähler-Eingabeeinheit (6.1) konfiguriert ist, zu erzeugen, und (2) Erzeugen eines zweiten aufbereiteten Untersignals mit der Sensoraufbereitungseinheit (3), das dem Verbundsignal entspricht, das für einen Analog-Digital-Umsetzer (ADC) (4) konfiguriert ist, Übertragen des ersten aufbereiteten Untersignals zu einer Zeitgeber/Zähler-Eingabeeinheit (6.1) und Berechnen eines ersten Geschwindigkeitsmesswerts auf der Basis eines Zählwerts mindestens eines Impulses im ersten aufbereiteten Untersignal und einer ersten Messung der Zeit über den Impuls oder des Impulses über die Zeit; Übertragen des zweiten aufbereiteten Untersignals zu einem ADC (4) und Abtasten des zweiten aufbereiteten Untersignals mit einer Abtastrate, um ein abgetastetes zweites aufbereitetes Untersignal zu erzeugen; und Übertragen des abgetasteten zweiten aufbereiteten Untersignals zu einer Datenerfassungseinheit (6.2) und Berechnen eines zweiten Geschwindigkeitsmesswerts auf der Basis eines Zählwerts von mindestens einem Impuls im zweiten aufbereiteten Untersignal und einer zweiten Messung der Zeit über den Impuls oder des Impulses über die Zeit, dadurch gekennzeichnet, dass das erste aufbereitete Untersignal unter Verwendung eines ersten Auslösepegels analysiert wird, so dass ein Impuls nur dann gezählt wird, wenn das erste aufbereitete Untersignal den ersten Auslösepegel erfüllt oder überschreitet; das zweite aufbereitete Untersignal unter Verwendung eines zweiten Auslösepegels analysiert wird, so dass ein Impuls nur dann gezählt wird, wenn das zweite aufbereitete Untersignal den zweiten Auslösepegel erfüllt oder überschreitet; und das zweite aufbereitete Untersignal auf Rauschen überwacht wird und der erste und der zweite Auslösepegel auf einen dritten und einen vierten höheren Auslösepegel erhöht werden, wenn Rauschen im zweiten aufbereiteten Untersignal einen vorbestimmten Pegel überschreitet.
Verfahren zum Erzeugen von zwei Geschwindigkeitsmesswerten eines sich bewegenden Körpers (104) unter Verwendung eines Verbundsignals, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Vorsehen eines sich bewegenden Körpers (104) mit einem daran angeordneten Element (102), das durch einen Sensor (1) detektiert werden kann, wenn sich der sich bewegende Körper (104) bewegt; Erfassen des Elements (102) mit einem Sensor (1), wenn sich der Körper (104) bewegt, und Erzeugen eines Verbundsignals mit einer Reihe von Impulsen, wobei jeder Impuls erzeugt wird, wenn das Erfassungselement (102) am Sensor (1) vorbei bewegt wird, Übertragen des Verbundsignals zu einer Sensoraufbereitungseinheit (3) und (3) Entkoppeln des Verbundsignals mit der Sensoraufbereitungseinheit (3), um ein erstes aufbereitetes Untersignal, das dem Verbundsignal entspricht, das für eine Zeitgeber/Zähler-Eingabeeinheit (6.1) konfiguriert ist, zu erzeugen, und (4) Erzeugen eines zweiten aufbereiteten Untersignals mit der Sensoraufbereitungseinheit (3), das dem Verbundsignal entspricht, das für einen Analog-Digital-Umsetzer (ADC) (4) konfiguriert ist, Übertragen des ersten aufbereiteten Untersignals zu einer Zeitgeber/Zähler-Eingabeeinheit (6.1) und Berechnen eines ersten Geschwindigkeitsmesswerts auf der Basis eines Zählwerts mindestens eines Impulses im ersten aufbereiteten Untersignal und einer ersten Messung der Zeit über den Impuls oder des Impulses über die Zeit; Übertragen des zweiten aufbereiteten Untersignals zu einem ADC (4) und Abtasten des zweiten aufbereiteten Untersignals mit einer Abtastrate, um ein abgetastetes zweites aufbereitetes Untersignal zu erzeugen; und Übertragen des abgetasteten zweiten aufbereiteten Untersignals zu einer Datenerfassungseinheit (6.2) und Berechnen eines zweiten Geschwindigkeitsmesswerts auf der Basis eines Zählwerts von mindestens einem Impuls im zweiten aufbereiteten Untersignal und einer zweiten Messung der Zeit über den Impuls oder des Impulses über die Zeit, gekennzeichnet durch Vorsehen eines ersten Auslösekriteriums im Zeitgeber/Zähler für das erste aufbereitete Untersignal; Vorsehen eines zweiten Auslösekriteriums in der Datenerfassungseinheit für das zweite aufbereitete Untersignal; Verarbeiten des zweiten aufbereiteten Untersignals und/oder Einstellen des zweiten Auslösekriteriums in Reaktion auf die Anwesenheit von Rauschen im zweiten aufbereiteten Untersignal; Verarbeiten des ersten aufbereiteten Untersignals auf der Basis der Verarbeitung des zweiten aufbereiteten Untersignals; Zählen von Impulsen im ersten aufbereiteten Untersignal auf der Basis des ersten Auslösekriteriums, so dass ein Impuls gezählt wird, sobald das erste aufbereitete Untersignal das erste Auslösekriterium erfüllt; und Zählen von Impulsen im zweiten aufbereiteten Untersignal auf der Basis des zweiten Auslösekriteriums, so dass ein Impuls gezählt wird, sobald das zweite aufbereitete Untersignal das zweite Auslösekriterium erfüllt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das erste aufbereitete Untersignal ein Wechselspannungssignal umfasst, das einer Wechselspannungskomponente des Verbundsignals entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Abtastrate einstellbar ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Berechnens eines ersten Geschwindigkeitsmesswerts auf einem Zählwert der mehreren Impulse im ersten aufbereiteten Untersignal basiert und der Schritt des Berechnens eines zweiten Geschwindigkeitsmesswerts auf einem Zählwert von mehreren Impulsen im zweiten aufbereiteten Untersignal basiert.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner den Schritt des digitalen Verarbeitens des zweiten aufbereiteten Untersignals vor dem Berechnen des zweiten Geschwindigkeitsmesswerts umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6, das ferner den Schritt des Einstellens des ersten aufbereiteten Untersignals vor dem Berechnen des ersten Geschwindigkeitsmesswerts auf der Basis der digitalen Verarbeitung des zweiten aufbereiteten Untersignals umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner den Schritt des digitalen Verarbeitens des zweiten aufbereiteten Untersignals vor dem Berechnen des zweiten Geschwindigkeitsmesswerts auf der Basis der Einstellung des ersten aufbereiteten Untersignals umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner den Schritt des Vergleichens der ersten und der zweiten Geschwindigkeitsmesswerte und des Implementierens einer Alarmreaktion, wenn die Geschwindigkeitsmesswerte sich um einen festgelegten Betrag unterscheiden, umfasst.
Vorrichtung zum Erzeugen von mindestens zwei Geschwindigkeitsmesswerten eines sich bewegenden Körpers (104) unter Verwendung eines Verbundsignals, wobei die Vorrichtung umfasst: ein Element (102), das am Körper (104) angeordnet ist, das durch einen Sensor (1) detektiert werden kann, wenn sich der Körper (104) bewegt; einen Sensor (1), der nahe dem Körper (104) angeordnet ist und dazu konfiguriert ist, das Element (102) zu detektieren, wenn sich der Körper (104) bewegt, und ein Verbundsignal mit einer Reihe von Impulsen zu erzeugen, wobei jeder Impuls erzeugt wird, wenn das Erfassungselement (102) am Sensor (1) vorbei bewegt wird, und um das Verbundsignal zu einer Sensoraufbereitungseinheit (3) zu übertragen; eine Sensoraufbereitungseinheit (3) (1) zum Entkoppeln des Verbundsignals, um ein erstes aufbereitetes Untersignal zu erzeugen, und (2) zum Erzeugen eines zweiten aufbereiteten Untersignals, das dem Verbundsignal entspricht, das für einen Analog-Digital-Umsetzer (ADC) (4) konfiguriert ist, einen Zeitgeber/Zähler (6.1) mit einem Takt, der Taktmarken erzeugt, wobei der Zeitgeber/Zähler (6.1) zum Empfangen des ersten aufbereiteten Untersignals, das durch die Sensoraufbereitungseinheit (3) übertragen wird, konfiguriert ist, und eine Schaltung zum Bestimmen eines ersten Geschwindigkeitsmesswerts auf der Basis eines Zählwerts mindestens eines Impulses im ersten aufbereiteten Untersignal und einer ersten Messung der Zeit über den Impuls oder des Impulses über die Zeit aufweist; einen Analog-Digital-Umsetzer (ADC) (4) zum Empfangen des zweiten aufbereiteten Untersignals, das durch die Sensoraufbereitungseinheit (3) übertragen wird, und zum Abtasten des zweiten aufbereiteten Untersignals mit einer Abtastrate, um ein abgetastetes zweites aufbereitetes Untersignal zu erzeugen; eine Datenerfassungseinheit (6.2) zum Empfangen des abgetasteten zweiten aufbereiteten Untersignals und mit einem Speicher zum Speichern des abgetasteten zweiten aufbereiteten Untersignals;und eine Verarbeitungsschaltung (7.2) zum Berechnen eines zweiten Geschwindigkeitsmesswerts auf der Basis eines Zählwerts mindestens eines Impulses im zweiten aufbereiteten Untersignal und einer zweiten Messung der Zeit über den Impuls oder des Impulses über die Zeit, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eingerichtet ist, folgende Schritte aufzuführen: Analysieren des ersten aufbereiteten Untersignals unter Verwendung eines ersten Auslösepegels, so dass ein Impuls nur dann gezählt wird, wenn das erste aufbereitete Untersignal den ersten Auslösepegel erfüllt oder überschreitet; Analysieren des zweiten aufbereiteten Untersignal unter Verwendung eines zweiten Auslösepegels, so dass ein Impuls nur dann gezählt wird, wenn das zweite aufbereitete Untersignal den zweiten Auslösepegel erfüllt oder überschreitet; Überwachen des zweiten aufbereiteten Untersignal auf Rauschen und Erhöhen des ersten und des zweiten Auslösepegels auf einen dritten und einen vierten höheren Auslösepegel werden, wenn Rauschen im zweiten aufbereiteten Untersignal einen vorbestimmten Pegel überschreitet.
Vorrichtung zum Erzeugen von mindestens zwei Geschwindigkeitsmesswerten eines sich bewegenden Körpers (104) unter Verwendung eines Verbundsignals, wobei die Vorrichtung umfasst: ein Element (102), das am Körper (104) angeordnet ist, das durch einen Sensor (1) detektiert werden kann, wenn sich der Körper (104) bewegt; einen Sensor (1), der nahe dem Körper (104) angeordnet ist und dazu konfiguriert ist, das Element (102) zu detektieren, wenn sich der Körper (104) bewegt, und ein Verbundsignal mit einer Reihe von Impulsen zu erzeugen, wobei jeder Impuls erzeugt wird, wenn das Erfassungselement (102) am Sensor (1) vorbei bewegt wird, und um das Verbundsignal zu einer Sensoraufbereitungseinheit (3) zu übertragen; eine Sensoraufbereitungseinheit (3) (3) zum Entkoppeln des Verbundsignals, um ein erstes aufbereitetes Untersignal zu erzeugen, und (4) zum Erzeugen eines zweiten aufbereiteten Untersignals, das dem Verbundsignal entspricht, das für einen Analog-Digital-Umsetzer (ADC) (4) konfiguriert ist, einen Zeitgeber/Zähler (6.1) mit einem Takt, der Taktmarken erzeugt, wobei der Zeitgeber/Zähler (6.1) zum Empfangen des ersten aufbereiteten Untersignals, das durch die Sensoraufbereitungseinheit (3) übertragen wird, konfiguriert ist, und eine Schaltung zum Bestimmen eines ersten Geschwindigkeitsmesswerts auf der Basis eines Zählwerts mindestens eines Impulses im ersten aufbereiteten Untersignal und einer ersten Messung der Zeit über den Impuls oder des Impulses über die Zeit aufweist; einen Analog-Digital-Umsetzer (ADC) (4) zum Empfangen des zweiten aufbereiteten Untersignals, das durch die Sensoraufbereitungseinheit (3) übertragen wird, und zum Abtasten des zweiten aufbereiteten Untersignals mit einer Abtastrate, um ein abgetastetes zweites aufbereitetes Untersignal zu erzeugen; eine Datenerfassungseinheit (6.2) zum Empfangen des abgetasteten zweiten aufbereiteten Untersignals und mit einem Speicher zum Speichern des abgetasteten zweiten aufbereiteten Untersignals;und eine Verarbeitungsschaltung (7.2) zum Berechnen eines zweiten Geschwindigkeitsmesswerts auf der Basis eines Zählwerts mindestens eines Impulses im zweiten aufbereiteten Untersignal und einer zweiten Messung der Zeit über den Impuls oder des Impulses über die Zeit, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eingerichtet ist, folgende Schritte aufzuführen: Vorsehen eines ersten Auslösekriteriums im Zeitgeber/Zähler für das erste aufbereitete Untersignal; Vorsehen eines zweiten Auslösekriteriums in der Datenerfassungseinheit für das zweite aufbereitete Untersignal; Verarbeiten des zweiten aufbereiteten Untersignals und/oder Einstellen des zweiten Auslösekriteriums in Reaktion auf die Anwesenheit von Rauschen im zweiten aufbereiteten Untersignal; Verarbeiten des ersten aufbereiteten Untersignals auf der Basis der Verarbeitung des zweiten aufbereiteten Untersignals; Zählen von Impulsen im ersten aufbereiteten Untersignal auf der Basis des ersten Auslösekriteriums, so dass ein Impuls gezählt wird, sobald das erste aufbereitete Untersignal das erste Auslösekriterium erfüllt; und Zählen von Impulsen im zweiten aufbereiteten Untersignal auf der Basis des zweiten Auslösekriteriums, so dass ein Impuls gezählt wird, sobald das zweite aufbereitete Untersignal das zweite Auslösekriterium erfüllt.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei das erste aufbereitete Untersignal ein Wechselspannungssignal umfasst, das einer Wechselspannungskomponente des Verbundsignals entspricht.
Vorrichtung nach Anspruch 10, die ferner einen digitalen Impulsausgabegenerator zum Erzeugen eines Impulsausgangssignals auf der Basis des ersten aufbereiteten Untersignals und/oder des zweiten aufbereiteten Untersignals umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Verarbeitungsschaltung dazu konfiguriert ist, den ersten und den zweiten Geschwindigkeitsmesswert zu vergleichen, und zum Erzeugen eines Fehlersignals, wenn der erste und der zweite Geschwindigkeitsmesswert sich um einen vorbestimmten Betrag unterscheiden.
Vorrichtung nach Anspruch 10, die ferner umfasst: einen zweiten Sensor (1) der nahe dem Körper (104) angeordnet ist und dazu konfiguriert ist, das Element (102) zu detektieren, wenn sich der Körper (104) bewegt, und ein zweites Verbundsignal mit einer Reihe von Impulsen zu erzeugen, wobei jeder Impuls erzeugt wird, wenn das Erfassungselement (102) am Sensor (1) vorbei bewegt wird, und das Verbundsignal zu einer Sensoraufbereitungseinheit zu übertragen; eine zweite Sensoraufbereitungseinheit (3) (1) zum Entkoppeln des zweiten Verbundsignals, um ein drittes aufbereitetes Untersignal mit nur einem Wechselspannungssignal zu erzeugen, das einem Wechselspannungskomponententeil des zweiten Verbundsignals entspricht, und (2) zum Erzeugen eines vierten aufbereiteten Untersignals, das dem zweiten Verbundsignal entspricht, das eine Wechselspannungskomponente aufweist; einen zweiten Zeitgeber/Zähler (6.1) mit einem Takt, der Taktmarken erzeugt, wobei der Zeitgeber/Zähler (6.1) zum Empfangen des dritten aufbereiteten Untersignals konfiguriert ist, das durch die Sensoraufbereitungseinheit (3) übertragen wird, und eine Schaltung zum Bestimmen eines dritten Geschwindigkeitsmesswerts auf der Basis eines Zählwerts mindestens eines Impulses im dritten aufbereiteten Untersignal und einer dritten Messung der Zeit über den Impuls oder des Impulses über die Zeit aufweist; einen Analog-Digital-Umsetzer (ADC) (4) zum Empfangen des vierten aufbereiteten Untersignals, das durch die Sensoraufbereitungseinheit (3) übertragen wird, und zum Abtasten des vierten aufbereiteten Untersignals mit einer Abtastrate, um ein abgetastetes viertes aufbereitetes Untersignal zu erzeugen; eine Datenerfassungseinheit (6.2) zum Empfangen des abgetasteten vierten aufbereiteten Untersignals und mit einem Speicher zum Speichern des abgetasteten vierten aufbereiteten Untersignals;und eine Verarbeitungsschaltung zum Berechnen eines vierten Geschwindigkeitsmesswerts auf der Basis eines Zählwerts mindestens eines Impulses im vierten aufbereiteten Untersignal und einer vierten Messung der Zeit über den Impuls oder des Impulses über die Zeit.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Verarbeitungsschaltung dazu konfiguriert ist, den ersten und den zweiten Geschwindigkeitsmesswert zu vergleichen, und zum Erzeugen eines Fehlersignals konfiguriert ist, wenn der erste und der zweite Geschwindigkeitsmesswert sich um eine vorbestimmte Amplitude unterscheiden, und einen des ersten und des zweiten Geschwindigkeitsmesswerts als korrekte Messung auf der Basis von vorbestimmten Kriterien auszuwählen.
Verfahren zum Erzeugen von zwei Messungen eines sich bewegenden Körpers (104) unter Verwendung eines einzelnen Signals mit den Schritten: Vorsehen eines sich bewegenden Körpers (104) mit einem Element (102), das daran angeordnet ist, das durch einen Sensor (1) detektiert werden kann, wenn sich der sich bewegende Körper (104) bewegt; Erfassen des Elements (102) mit einem Sensor (1), wenn sich der Körper (104) bewegt, und Erzeugen eines Verbundsignals mit einer Reihe von Impulsen, wobei jeder Impuls erzeugt wird, wenn das Erfassungselement (102) am Sensor (1) vorbei bewegt wird, Übertragen des Verbundsignals zu einer Sensoraufbereitungseinheit (3) und (1) Entkoppeln des Verbundsignals mit der Sensoraufbereitungseinheit (3), um ein erstes aufbereitetes Untersignal zu erzeugen, das dem Verbundsignal entspricht, das für eine Zeitgeber/Zähler-Eingabeeinheit (6.1) konfiguriert ist, und (2) Erzeugen eines zweiten aufbereiteten Untersignals mit der Sensoraufbereitungseinheit (3), das dem Verbundsignal entspricht, das für einen Analog-Digital-Umsetzer (ADC) (4) konfiguriert ist, Übertragen des ersten aufbereiteten Untersignals zu einer Zeitgeber/Zähler-Eingabeeinheit (6.1) und Durchführen einer Geschwindigkeitsmessung auf der Basis eines Zählwerts mindestens eines Impulses im ersten aufbereiteten Untersignal und einer ersten Messung der Zeit über den Impuls oder des Impulses über die Zeit; Übertragen des zweiten aufbereiteten Untersignals zu einem ADC (4) und Abtasten des zweiten aufbereiteten Untersignals mit einer Abtastrate, um ein abgetastetes zweites aufbereitetes Untersignal zu erzeugen; und Übertragen des abgetasteten zweiten aufbereiteten Untersignals zu einer Datenerfassungseinheit (6.2) und Erzeugen eines wechselspannungsentkoppelten Vibrationseingangssignals aus dem zweiten aufbereiteten Untersignal und Bestimmung von Vibrationseigenschaften des sich bewegenden Körpers (104) aus dem Vibrationseingangssignal.