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TECHNISCHES GEBIET
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Die Erfindung betrifft eine Zustandsüberwachung und ist insbesondere auf das Detektieren des Vorhandenseins von Wasser in Fett gerichtet, insbesondere in fettgeschmierten Maschinenkomponenten, wie beispielsweise Wälzlagern.
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HINTERGRUND
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Ein zuverlässiger Betrieb von rotierenden mechanischen Systemen ist hochgradig von einer angemessenen Schmierung abhängig. Der Zustand eines Schmiermittels ist sehr wichtig, insbesondere für Systeme, die ausgestaltet sind, um über lange Perioden mit wenig oder keiner Wartung zu arbeiten. Das Vorhandensein von Verunreinigungen, wie beispielsweise Wasser oder Partikeln, kann zur Abnutzung von und Schaden an sich bewegenden Teilen des Systems und sogar frühzeitigem katastrophalen Ausfall des gesamten mechanischen Systems führen. Ein Schmiermittel eines mechanischen Systems kann primär entweder öl- oder fettbasiert sein. Ein Überwachen des Zustands des Öls in einem ölgeschmierten System kann erreicht werden, indem das Öl an einem Sensor vorbei zirkuliert wird und kann zusätzlich mit Filtern zum Entfernen von Verunreinigungen versehen sein. Jedoch sind geschlossene Systeme, wie beispielsweise Lager, im Allgemeinen mit einem geeigneten Fett gefüllt. Das Fett wird in dem Lager oder dem Lagergehäuse mit Dichtungen gehalten. Die Dichtungen schützen das Fett auch vor Eintritt von Verunreinigungen, wie beispielsweise Wasser und Partikeln. Die Dichtungen können brechen oder undicht sein, sodass Wasser in das Lager oder Lagergehäuse eintritt. Ein Wassereintritt verringert die Schmierfähigkeit des Fettes und erhöht auch die Wahrscheinlichkeit eines Korrosionsschadens der Lagerelemente. Es gibt somit einen Wunsch, Fett eines geschlossenen mechanischen Systems zu überwachen, insbesondere in Bezug auf seinen Wassergehalt. Es ist nicht möglich, das Fett an einem Sensor ohne extreme Schwierigkeit und Kosten vorbei zu zirkulieren. Es scheint nach wie vor Raum für Verbesserungen in diesem Bereich zu geben.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Detektieren einer Veränderung des Wassergehalts in Fett zu definieren, um dadurch in der Lage zu sein, Fett in einem mechanischen System zu überwachen.
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Die vorher erwähnte Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Zustandsüberwachungssystem erreicht, das ein Vorhandensein einer Veränderung in einem Pegel eines Wassergehalts in Fett bestimmt. Das System weist eine Sensoreinheit und eine Analyseeinheit auf. Die Sensoreinheit erzeugt ein Ausgangssignal, das sich auf den Pegel des Wassergehalts des überwachten Fetts bezieht. Die Analyseeinheit bestimmt in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal das Vorhandensein einer Veränderung des Pegels des Wassergehalts in dem überwachten Fett. Gemäß der Erfindung weist die Sensoreinheit eine elektrisch leitende Elektrode, wie beispielsweise eine Platte, einen steuerbaren Ausgangsanschluss, einen lesbaren Eingangsanschluss und eine Steuereinheit auf. Die elektrisch leitende Sensorelektrode ist dazu gedacht, in einem Raum, der zu überwachendes Fett aufweist, wie beispielsweise in einem Lagergehäuse, befestigt zu werden. Die Sensorelektrode kann beispielsweise eine Platte einer geeigneten Form und Geometrie, wie beispielsweise kreisförmig, quadratisch, rechteckig, unregelmäßig oder irgendeiner anderen Form mit einem Oberflächenbereich sein, der flach oder gebogen entlang einer oder zwei Achsen sein kann. Die Elektrode kann ein Kreis mit einem Zentimeter Durchmesser oder ein Band sein, das teilweise oder vollständig um beispielsweise ein Lager umgreift. Der steuerbare Ausgangsanschluss ist über einen Widerstand mit der Elektrode gekoppelt. Der lesbare Eingangsanschluss ist direkt mit der Sensorelektrode gekoppelt. Die Steuereinheit schaltet den Ausgangsanschluss zwischen zwei unterschiedlichen Spannungspegeln, einem Hochspannungspegel und einem Niederspannungspegel, um. Dies wird in so einer Weise gemacht, dass der Ausgangsanschluss auf den entgegengesetzten der zwei Spannungspegel, den die Steuereinheit für den Eingangsanschluss aufzuweisen bestimmt, umgeschaltet wird. Das heißt, wenn die Steuereinheit bestimmt, dass der Eingangsanschluss auf einem niedrigen Spannungspegel ist, dann setzt die Steuereinheit den Ausgangsanschluss auf einen hohen Spannungspegel und umgekehrt. Die Steuereinheit erzeugt zusätzlich das Ausgangssignal aus der Spannung des Ausgangsanschlusses, ein gepulstes Signal, das in Frequenz und Zykluszeit in Abhängigkeit von dem Wassergehalt des Fetts variieren wird. Die Analyseeinheit weist eine Frequenz- oder Zykluszeitbestimmungseinheit und eine Vergleichseinheit auf. Die Frequenz- oder Zykluszeitbestimmungseinheit bestimmt die Frequenz und/oder die Zykluszeit des Ausgangssignals. Die Zykluszeit ist das Inverse der Frequenz. Die Vergleichseinheit vergleicht die aktuell bestimmte Frequenz und/oder Zykluszeit des Ausgangssignals mit einer vorher bestimmten Frequenz und/oder Zykluszeit des Ausgangssignals und gibt daraus an, ob es eine Anwesenheit einer Veränderung des Pegels von Wasser in dem überwachten Fett gibt oder nicht.
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Die Vergleichseinheit bestimmt geeignet, dass der Wassergehalt sich erhöht, wenn die Frequenz des Ausgangssignals sich verringert und/oder sich die Zykluszeit des Ausgangssignals erhöht.
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Die Vergleichseinheit bestimmt geeignet, dass der Wassergehalt sich verringert, wenn sich die Frequenz des Ausgangssignals erhöht und/oder sich die Zykluszeit des Ausgangssignals verringert.
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Die Vergleichseinheit erfordert geeignet einen vorher bestimmten Frequenz- oder Zykluszeitunterschied zwischen einer aktuell bestimmten Frequenz oder Zykluszeit und einer vorher bestimmten Frequenz oder Zykluszeit innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer, bevor der Unterschied berücksichtigt wird, um zu bestimmen, ob es eine Veränderung des Pegels an Wasser in dem überwachten Fett gibt oder nicht.
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Frequenz- oder Zykluszeitunterschiedsspitzen, die während weniger als einer vorbestimmten Zeitdauer auftreten, werden geeignet nicht zum Bestimmen, ob es eine Veränderung des Pegels des Wassers in dem überwachten Fett gibt oder nicht, berücksichtigt.
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Vorteilhafterweise bestimmt die Frequenzbestimmungseinheit eine Anfangsfrequenz und/oder -zykluszeit des Ausgangssignals als eine Kalibrierungsfrequenz und/oder -zykluszeit.
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Die verschiedenen zusätzlichen Verbesserungen des Zustandsüberwachungssystems gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung können in irgendeiner gewünschten Weise kombiniert werden, solange keine widersprüchlichen Merkmale kombiniert werden.
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Die erste Ausführungsform ist vorteilhaft, um als eine Nachrüstung implementiert zu werden, um ein existierendes Zustandsüberwachungssystem zu erweitern, oder im Falle einer Neuinstallation mit einem Standardzustandsüberwachungssystem, welches digitale Eingangs- und Ausgangsanschlüsse aufweist. Was benötigt wird, ist ein freier Eingangsanschluss, ein freier Ausgangsanschluss und etwas (Re-)Programmierung des Systems, zusätzlich zu einem Widerstand und der Sensorelektrode.
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Die vorher erwähnte Aufgabe wird gemäß der Erfindung auch durch ein Zustandsüberwachungssystem erreicht, das ein Vorhandensein einer Veränderung in einem Pegel eines Wassergehalts in Fett bestimmt, welches eine Sensoreinheit und eine Analyseeinheit aufweist. Die Sensoreinheit erzeugt ein Ausgangssignal, das sich auf den Pegel des Wassergehalts des überwachten Fetts bezieht. Die Analyseeinheit bestimmt in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal das Vorhandensein einer Veränderung des Pegels des Wassergehalts in dem überwachten Fett. Gemäß der Erfindung weist die Sensoreinheit eine elektrisch leitende Sensorelektrode, einen ersten und einen zweiten Anschluss, und eine RC-Oszillatoreinheit auf. Die Sensorelektrode kann beispielsweise eine Platte einer geeigneten Form und Geometrie, wie beispielsweise kreisförmig, quadratisch, rechteckig, unregelmäßig oder irgendeiner anderen Form mit einem Oberflächenbereich sein, der flach oder gebogen entlang einer oder zwei Achsen sein kann. Die Elektrode kann ein Kreis mit einem Zentimeter Durchmesser oder ein Band sein, das teilweise oder vollständig um beispielsweise ein Lager umgreift. Die elektrisch leitende Sensorelektrode ist dazu gedacht, in einem Raum befestigt zu werden, der das zu überwachende Fett aufweist. Der erste Anschluss ist über einen Widerstand mit der Sensorelektrode gekoppelt. Der zweite Anschluss ist direkt mit der Sensorelektrode gekoppelt. Die Sensorelektrode und der Widerstand bilden den RC-Teil der RC-Oszillatoreinheit und der Rest des Oszillators ist mit dem ersten und dem zweiten Anschluss gekoppelt. Die Oszillatoreinheit erzeugt das Ausgangssignal. Die Analyseeinheit weist eine Frequenz- oder Zykluszeitbestimmungseinheit und eine Vergleichseinheit auf. Die Frequenz- oder Zykluszeitbestimmungseinheit bestimmt die Frequenz und/oder die Zykluszeit des Ausgangssignals. Die Vergleichseinheit vergleicht die aktuell bestimmte Frequenz und/oder Zykluszeit des Ausgangssignals mit einer vorher bestimmten Frequenz und/oder Zykluszeit des Ausgangssignals und gibt daraus an, ob es eine Anwesenheit einer Veränderung des Pegels von Wasser in dem überwachten Fett gibt oder nicht.
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Die Vergleichseinheit bestimmt geeignet, dass der Wassergehalt sich erhöht, wenn die Frequenz des Ausgangssignals sich verringert und/oder sich die Zykluszeit des Ausgangssignals erhöht.
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Die Vergleichseinheit bestimmt geeignet, dass der Wassergehalt sich verringert, wenn sich die Frequenz des Ausgangssignals erhöht und/oder sich die Zykluszeit des Ausgangssignals verringert.
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Die Vergleichseinheit erfordert geeignet einen vorher bestimmten Frequenz- oder Zykluszeitunterschied zwischen einer aktuell bestimmten Frequenz oder Zykluszeit und einer vorher bestimmten Frequenz oder Zykluszeit innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer, bevor der Unterschied berücksichtigt wird, um zu bestimmen, ob es eine Veränderung des Pegels an Wasser in dem überwachten Fett gibt oder nicht.
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Frequenz- oder Zykluszeitunterschiedsspitzen, die während weniger als einer vorbestimmten Zeitdauer auftreten, werden geeignet nicht zum Bestimmen, ob es eine Veränderung des Pegels des Wassers in dem überwachten Fett gibt oder nicht, berücksichtigt.
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Vorteilhafterweise bestimmt die Frequenzbestimmungseinheit eine Anfangsfrequenz und/oder -zykluszeit des Ausgangssignals als eine Kalibrierungsfrequenz und/oder -zykluszeit.
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Die verschiedenen zusätzlichen Verbesserungen des Zustandsüberwachungssystems gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung können in irgendeiner gewünschten Weise kombiniert werden, solange keine widersprüchlichen Merkmale kombiniert werden.
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Die vorher erwähnte Aufgabe wird gemäß der Erfindung des Weiteren durch ein Zustandsüberwachungssystem erreicht, das ein Vorhandensein einer Veränderung eines Wassergehalts in Fett bestimmt. Das System weist eine Sensorelektrode auf, die in dem Raum angeordnet ist, in dem das Fett angeordnet ist. Die Elektrode ist geeignet eine Platte mit einem Oberflächenbereich, der eine Kapazität C erzeugt. Dies erzeugt in Kombination mit einem Widerstand R eine RC-Schaltung. Das System erfasst die RC-Schaltung. Die dielektrische Konstante des überwachten Fetts variiert in Abhängigkeit von dem Wassergehalt des Fetts. Eine Veränderung der dielektrischen Konstante wird RC verändern, was dann durch das System erfasst wird. Eine Analyse einer Veränderung von RC wird bestimmen, ob es ein Vorhandensein einer Veränderung des Pegels des Wassergehalts in dem überwachten Fett gibt.
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Lösungen mit Sensoren, die elektrische Eigenschaften eines Schmiermittels (zum Beispiel eine Kapazität und/oder Induktivität) messen, könnten auch berücksichtigt werden. Diese wären jedoch am besten für ölgeschmierte Systeme geeignet, in denen das Schmiermittel zu dem Sensor gepumpt werden kann. Die Installation dieser Sensoren wäre jedoch sehr teuer und könnte, noch wichtiger, normalerweise nicht erfolgreich in fettgeschmierten Komponenten verwendet werden.
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Der Schlüssel des vorgeschlagenen Verfahrens und der Vorrichtung ist die Einfachheit, die zu einer günstigen und einfachen Installation führen wird. Die vorgeschlagene Messtechnik mit digitalen Messanschlüssen ist auch robust und nicht empfindlich gegenüber Störungen während der Messung.
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Um in einem großen Umfang in der Industrie eingesetzt zu werden, müssen Sensoren billig, zuverlässig, robust und einfach zu installieren und auch, wenn notwendig, zu ersetzen sein. Diese Eigenschaften haben häufig eine sehr viel höhere Wichtigkeit als die maximal mögliche Auflösung der gemessenen Werte. In z.B. dem Fall der Wasserdetektion in Fett geschmierten Lagern ist das wichtigste Bedürfnis in der Industrie, einen hohen Wassergehalt einfach zu detektieren, z.B. in vielen Fällen aufgrund einer gebrochenen/undichten Dichtung, die zu einem schnellen Lagerausfall führen wird, verglichen mit einem genauen Messen eines kleinen Wassergehalts, der für das Lager nur auf lange Sicht schädlich ist. Die vorgeschlagene Sensortechnik erfüllt alle obigen Anforderungen und ist auch einfach in Kommunikation mit existierenden SKF IMx-Hard-/Software oder anderer Zustandsüberwachungsausrüstung verwendbar. Dies macht es einfach mit niedrigen Kosten in existierenden SKF oder anderen Markensystemen zu installieren und könnte trotzdem das wichtigste Problem lösen; zu detektieren, wenn der Wassergehalt gefährlich hoch ist und das Fett ausgetauscht werden muss und die Dichtung inspiziert und/oder ersetzt werden müsste.
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Andere Vorteile dieser Erfindung werden aus der detaillierten Beschreibung ersichtlich werden.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird nun detaillierter für Beispielszwecke, und in keiner Weise beschränkend, mit Bezugnahme auf die folgenden Figuren beschrieben werden, in denen
- 1 ein Zustandsüberwachungssystem gemäß der Erfindung darstellt,
- 2 ein Flussdiagramm der Frequenzbestimmungseinheit gemäß der Erfindung darstellt,
- 3 ein Flussdiagramm der Analyseeinheit gemäß der Erfindung darstellt,
- 4 ein Beispiel einer Zykluszeitmessung/-erzeugung in Bezug auf einen Fettwassergehalt darstellt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Um das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung klarzustellen, werden manche Beispiele ihrer Verwendung in Zusammenhang mit den 1 bis 4 beschrieben werden.
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1 stellt ein Zustandsüberwachungssystem 146 gemäß der Erfindung dar, das Teil eines existierenden Zustandsüberwachungssystems oder eines dedizierten Wasser-in-Fett-Zustandsüberwachungssystems ist. Das System weist eine elektrisch leitende Sensorelektrode 120, wie beispielsweise eine Platte einer geeigneten Form und Geometrie, einen Lade-/Entlade-Widerstand 125, eine Analyseeinheit 140, eine Steuereinheit 130 mit einem Signalausgang 142 zu der Analyseeinheit 140, einen Eingangsanschluss 132, der mit der Sensorelektrode gekoppelt ist, einen Ausgangsanschluss 134, der mit der Sensorelektrode 120 über den Lade-/Entlade-Widerstand 125 gekoppelt ist, und geeignet einen Analyseausgang 144 auf. Die Sensorelektrode 120 ist dazu gedacht, in Nähe zu einem Schmiermittel, Fett, wie beispielsweise in einem Wälzlagergehäuse 100 eines Wälzlagers 110, befestigt zu werden, sodass das Schmiermittel als ein Dielektrikum für die Sensorelektrode 120 wirkt.
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Die Erfindung ist auf der grundlegenden erfinderischen Idee basiert, dass die dielektrische Konstante und Leitfähigkeit von Fett sich mit seinem Wassergehalt verändert, und, in dem Fall, dass das Fett eine Brücke zwischen der Sensorelektrode 120 und irgendetwas Geerdetem erzeugt, dann auch, dass die Impedanz des Fetts, die sich in Bezug auf ihren Wassergehalt verändert, eine Rolle spielt.
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Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung schaltet die Steuereinheit 130 eine Ausgangsspannung des Ausgangsanschlusses 134 in Abhängigkeit von einer bestimmten Spannung des Eingangsanschlusses 132 um. Die Ausgangsspannung wird zwischen einer hohen Ausgangsspannung, wie beispielsweise 5 Volt, und einer niedrigen Ausgangsspannung, wie beispielsweise 0 Volt, umgeschaltet. Die Steuereinheit 130 wird bestimmen, dass es eine hohe Spannung, wie beispielsweise 5 Volt, an dem Eingangsanschluss 132 gibt, wenn die Spannung, die an dem Eingangsanschluss 132 vorliegt, gleich oder höher als eine erste vorbestimmte Spannung, wie beispielsweise 3,6 Volt, ist. Zusätzlich wird die Steuereinheit 130 bestimmen, dass es eine niedrige Spannung, wie beispielsweise 0 Volt, an dem Eingangsanschluss 132 gibt, wenn die Spannung, die an dem Eingangsanschluss 132 vorliegt, gleich oder niedriger als eine zweite vorbestimmte Spannung, wie beispielsweise 0,8 Volt, ist. Die Steuereinheit 130 wird die Ausgangsspannung des Ausgangsanschlusses 134 bei dem entgegengesetzten der vorbestimmten Spannung des Eingangsanschlusses 132 halten. Der Ausgangsanschluss 134 wird somit die Sensorelektrode 120 über den Lade-/Entlade-Widerstand 125 laden und entladen. Die Sensorelektrode 120 wird eine Kapazität C in Relation zu der dielektrischen Konstante des Fetts darstellen, was eine RC-Schaltung erzeugt, die in Abhängigkeit von der dielektrischen Konstante (relative Permittivität) um die Sensorelektrode 120 variieren wird. Der Widerstand 125 muss in Relation zu der Größe und Platzierung der Sensorelektrode 120 und in Relation zu gewünschten RC-Werten gewählt werden, gegeben gewünschte Trockenfett - und Feuchtfettwerte des Ausgangs 142. Ein geeigneter Wert, um damit zu starten, könnte beispielsweise 1 M Ohm für den Lade-/Entlade-Widerstand 125 sein. Wenn der Ausgangsanschluss 134 auf eine hohe Ausgangsspannung gesetzt ist, dann wird sich der Spannungspegel an dem Eingangsanschluss 132 von der zweiten vorbestimmten Spannung anheben, bis er die erste vorbestimmte Spannung erreicht. Dies wird die Steuereinheit 130 veranlassen, den Ausgangsanschluss 134 auf einen niedrigen Spannungsausgang zu setzen, dann wird der Spannungspegel an dem Eingangsanschluss 132 von der ersten vorbestimmten Spannung auf die zweite vorbestimmte Spannung fallen. Die Anstiegs- und Abfallzeiten sind abhängig von dem Wert von R, dem Widerstand 125, und C, der Sensorelektrode 120, die durch die dielektrische Konstante des Fetts beeinflusst werden. Die kombinierten Zeiten, die es benötigt, dass der Spannungspegel an dem Eingangsanschluss ansteigt oder abfällt, werden die Zykluszeit (das Inverse der Frequenz) definieren, die die Feuchtigkeit des Fetts angeben wird. Wenn eine Kalibrierungsmessung von trockenem Fett und möglicherweise eine oder mehrere genommen wird, um zu definieren, wie die Veränderungsrate der Zykluszeit/Frequenz sich auf den Wassergehalt bezieht, dann kann der absolute Wert des Wassergehalts/Prozentsatz in Fett bestimmt werden.
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In einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist die Steuereinheit 130 ein RC-Oszillator, wobei der Widerstand 125 und die Sensorelektrode 120 die RC-Schaltung des Oszillators bilden.
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Das Ausgangssignal 142 wird für die zweite Ausführungsform geeignet der Ausgang des Oszillators sein, der eine Frequenz mit einer entsprechenden Zykluszeit hat, die den Wassergehalt des Fetts darstellen und mit diesem variieren wird. Für die erste Ausführungsform kann das Ausgangssignal 142 die Spannung, die an dem Ausgangsanschluss 134 vorhanden ist, oder eine Softwarevariable, die die Frequenz und/oder die Zykluszeit darstellt, oder eine skalierte Version von einer oder beiden von diesen sein. Das Ausgangssignal 142 wird in die Analyseeinheit 140 hineingehen, die geeignet eine Bestimmungseinheit und eine Vergleichseinheit aufweist. Die Bestimmungseinheit wird die Frequenz und/oder Zykluszeit des Ausgangssignals bestimmen. Dies wird als eine aktuell bestimmte Frequenz oder/oder Zykluszeit gespeichert. Die Vergleichseinheit wird dann die aktuell bestimmte Frequenz und/oder Zykluszeit mit einer oder mehreren vorher bestimmten vergleichen. Durch diesen Vergleich und möglicherweise weitere Analyse wird bestimmt, ob es eine Veränderung in der Menge an Wasser in dem überwachten Fett gibt. Die Vergleichseinheit wird dann einen Analyseausgang 144 ausgeben, der durch andere Teile des Zustandsüberwachungssystems verwendet werden kann, beispielsweise um einen Alarm zu erzeugen.
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2 stellt ein Flussdiagramm der Steuereinheit gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung dar. In einem ersten Schritt 200 ist der Ausgangsanschluss auf einen hohen Spannungspegel gesetzt. In einem zweiten Schritt 210 wird ein Test durchgeführt, um zu sehen, ob der Eingangsanschluss bestimmt ist, einen hohen Spannungspegel zu haben oder nicht, wenn er ihn nicht hat, fährt der Prozess das Testen an dem zweiten Schritt 210 fort. Wenn bestimmt ist, dass der Spannungspegel an dem Eingangsanschluss auf einem hohen Spannungspegel ist, dann fährt der Prozess mit einem dritten Schritt 220 fort, der den Ausgangsanschluss auf einen niedrigen Spannungsausgangspegel setzen wird. Dann wird in einem vierten Schritt 230 getestet, um zu sehen, ob der Eingangsanschluss bestimmt ist, auf einem niedrigen Spannungspegel zu sein oder nicht, wenn er es nicht ist, dann fährt der Prozess mit dem Testen bei dem vierten Schritt 230 fort. Wenn bestimmt ist, dass der Spannungspegel an dem Eingangsanschluss ein niedriger Spannungspegel ist, dann fährt der Prozess mit einem fünften Schritt 240 fort, bei dem der Ausgangsanschluss auf einen hohen Spannungspegel gesetzt wird. Danach wird in einem sechsten Schritt 250 eine Frequenz oder eine Zykluszeit des Umschaltens des Ausgangsanschlusses zwischen einem hohen und niedrigen Spannungspegel bestimmt, dann kehrt der Prozess zu dem zweiten Schritt 210 zurück.
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3 stellt ein Flussdiagramm der Analyseeinheit gemäß der Erfindung dar. In einem geeigneten optionalen Schritt 300 gibt es eine Initiierung des Systems, wie beispielsweise ein Zurücksetzen von Variablen, etc. Der optionale Schritt kann einen Kalibrierungsteil aufweisen, wobei eine oder mehrere Frequenz-/Zykluszeitmessungen von einem Fett mit einem bekannten Wassergehalt genommen werden. Eine Kalibrierung ermöglicht, dass ein absoluter Wert des Wassergehalts in dem Fett gegeben ist. Danach wird in einem ersten Schritt 310 eine Anfangsfrequenz/-zykluszeit von der Steuereinheit erlangt. Speichern der Anfangsfrequenz/-zykluszeit als historische Daten. Dann wird in einem zweiten Schritt 320 eine aktuelle Frequenz/Zykluszeit von der Steuereinheit erhalten. In einem dritten Schritt 330 wird bestimmt, ob es eine Veränderung in der Frequenz/Zykluszeit zwischen der aktuellen Frequenz/Zykluszeit in Relation zu historischen Daten gibt, wenn nicht, dann zurückkehren zu 320. Wenn es bestimmt ist, dass es eine Veränderung gibt, fährt der Prozess mit einem vierten Schritt 340 fort, der die Veränderung der Frequenz/Zykluszeit, Variationsunterschied, Trend, unter Verwendung von aktuellen und historischen Daten analysiert. Die aktuelle Frequenz/Zykluszeit wird zu den historischen Daten hinzugefügt. In einem fünften Schritt 350 wird bestimmt, ob es ein Bedürfnis gibt, die Veränderung der Frequenz/Zykluszeit als eine Veränderung des Wassergehalts in dem Fett zu kommunizieren, wenn nicht, dann zurückkehren zu 320. Kommunizieren der Veränderung und andere notwendige Handlungen in einem sechsten Schritt 360, dann zurückkehren zu 320.
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4 stellt ein Beispiel einer Zykluszeitmessung/-erzeugung in Relation zu einem Fettwassergehalt dar. Ein Diagramm 400 zeigt eine Beziehung zwischen der gemessenen/erzeugten Zykluszeit und dem Wasser-in-Fettgehalt, wobei die Y-Achse 410 eine gemessene Zykluszeit ist, dargestellte Zykluszeiten nur skalierte Beispiele sind und von der Anwendung und Parametern, wie beispielsweise Messapparat, Fetttyp, Geometrie, Größe und Position der Sensorelektrode, Geometrie und Größe des Gehäuses, abhängen. Die X-Achse 420 ist % des Wassergehalts in einem Fett. Ein paar Punkte sind in dem Diagramm 400 dargestellt. Initial gemessene/erzeugte Zykluszeit 452 und bis zu ungefähr 1% Wassergehalt, eine Zykluszeit 454, die 5% Wassergehalt zeigt, eine Zykluszeit 456, die 10% Wassergehalt zeigt. Eine Kurvenanpassung 460 wurde auch durchgeführt, die eine relativ lineare Beziehung zwischen dem Wassergehalt und der gemessenen/erzeugten Zykluszeit zeigt.
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Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann in dem Schutzumfang der folgenden Ansprüche variiert werden.
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- Figur stellt ein Zustandsüberwachungssystem gemäß der Erfindung dar:
- 100
- Wälzkörpergehäuse,
- 110
- Wälzlager,
- 120
- Sensorelektrode, wie beispielsweise eine Platte,
- 125
- Lade-/Entlade-Widerstand
- 130
- Steuereinheit,
- 132
- Eingang von der Sensorelektrode,
- 134
- Ausgang zu der Sensorelektrode,
- 140
- Analyseeinheit,
- 142
- Signalausgang von der Steuereinheit zu der Analyseeinheit,
- 144
- Analyseausgang,
- 146
- Zustandsüberwachungssystem, welches ein Teil eines existierenden Zustandsüberwachungssystems oder eines dedizierten Wasser-in-Fett-Zustandsüberwachungssystems ist.
- 2 stellt ein Flussdiagramm der Frequenzbestimmungseinheit gemäß der Erfindung dar:
- 200
- Ausgang ist auf einen hohen Ausgangspegel gesetzt,
- 210
- Testen, um zu sehen, ob der Eingang als hoch betrachtet wird oder nicht, wenn nicht, fortfahren zu testen,
- 220
- Ausgang ist auf einen niedrigen Ausgangspegel gesetzt,
- 230
- Testen, um zu sehen, ob der Eingang als niedrig betrachtet wird oder nicht, wenn nicht, fortfahren zu testen,
- 240
- Ausgang ist auf einen hohen Ausgangspegel gesetzt,
- 250
- Frequenz und/oder Zykluszeit des Umschaltens des Ausgangs hoch/niedrig wird bestimmt, dann zurückkehren zu 210.
- 3 stellt ein Flussdiagramm der Analyseeinheit gemäß der Erfindung dar:
- 300
- Initiierung des Systems, wie beispielsweise Zurücksetzen von Variablen, etc.,
- 310
- Eine Anfangsfrequenz wird von dem Frequenzausgang der Steuereinheit erlangt,
- 320
- Eine aktuelle Frequenz wird von dem Frequenzausgang der Steuereinheit erlangt,
- 330
- Gibt es eine Frequenzveränderung zwischen der aktuellen Frequenz und der Anfangsfrequenz, wenn nicht, dann zurückkehren zu 320
- 340
- Analysieren der Frequenzveränderung, des Variationsunterschieds, des Trends,
- 350
- Bestimmen, ob es ein Bedürfnis gibt, die Frequenzveränderung zu kommunizieren, wenn nicht, dann zurückkehren zu 320
- 360
- Kommunizieren der Veränderung und andere notwendige Handlungen, dann zurückkehren zu 320.
- 4 stellt ein Beispiel einer Zykluszeitmessung/-erzeugung in Bezug auf einen Fettwassergehalt dar:
- 400
- Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer gemessenen/erzeugten Zykluszeit und einem Wasser-in-Fett-Gehalt zeigt,
- 410
- Y-Achse, gemessene Zykluszeit, dargestellte Zykluszeiten sind nur ein Beispiel und werden von der Anwendung und Parametern, wie beispielsweise Messapparat, Fetttyp, Geometrie, Größe und Position der Sensorelektrode, Geometrie und Größe des Gehäuses abhängen
- 420
- X-Achse, % des Wassergehalts in Fett
- 452
- Initial gemessene/erzeugte Zykluszeit und bis zu ungefähr 1% Wassergehalt
- 454
- Zykluszeit bei 5% Wassergehalt
- 456
- Zykluszeit bei 10% Wassergehalt
- 460
- Kurvenanpassung, zeigt eine lineare Beziehung zwischen dem Wassergehalt und der gemessenen/erzeugten Zykluszeit
