DE2236959A1 - Verfahren und vorrichtung zum testen des zustandes einer maschine - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum testen des zustandes einer maschineInfo
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Description
PATENTANWÄLTE
Dipl.-Ing. Martin Licht
Dipl.-Ing. Martin Licht
Dr. Reinhold Schmidt 27. Juli 1972
Dlpl.-Wirtsch.-Ing. Hanpmann
, Dipl.-Phys. Seb. Herrmann 8 MÜNCHEN 2
, Dipl.-Phys. Seb. Herrmann 8 MÜNCHEN 2
I8oo Century Park East
Century City
Los Angeles, Calif. 90067
USA
Verfahren und Vorrichtung zum Testen des Zustandes einer
Maschine
Die Erfindung betrifft das besten des Betriebszustandes von
Maschinen, insbesondere solche Tests, bei denen zur Bestimmung des Zustandes die von der Maschine erzeugten Schwingungen als ■
Ausgangsgröße gemessen werden.
Bei dem Bestreben, Maschinen mit beweglichen Teilen in einem
ordnungsgemäßen Betriebszustand zu halten, hat sich gezeigt, daß die von der Maschine über ein Prequenzspektrum erzeugte ,
Schwingungsenergie eine Anzeige für ein drohendes Versagen von \
Maschinenteilen liefern kann. Die genaue Bestimmung aller dieser
drohender Fehler ist besonders bei solchen Maschinen wichtig, die bei Plugzeugen verwendet werden, beispielsweise bei
Flugzeugtriebwerken, (Jetriebekästen und übertragungseinrich- .
tungen, wo das Versagen solch einer Ausrüstung zu einem schwer-! wiegenden Sicherheitsrisiko führt. j
Ein früheres Verfahren zur Messung des Zustandes von Maschinen j
macht von einer Schwingungsanalyse Gebrauch, bei der.eine Leistungs-Spektraldichte-Aufzeichnung der von der Maschine
abgegebenen Schwingungen hergestellt wird, wobei eine Aufzeichnung für eine gerade getestete Maschine mit einer Standard-
oder Bezugs-Aufzeichnung, die die Aufzeichnung einer ordnungsgemäß funktionierenden Maschine repräsentiert, auf
3098U/0251
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Unterschiede zwischen den beiden verglichen wird. Es hat sich gezeigt, daß es aus verschiedenen Gründen bei diesem Verfahren
schwierig ist, die Quelle und die Art der drohenden Fehler genau zu lokalisieren. Zuerst ist bei diesem Verfahren eine genaue
Eichung' der Heßinstrumente und der verwendeten Aueleseeinrichtung im Hinblick auf die Tatsache erforderlich, daß
die Amplitude der Schwingungs-Ausgangsgröße als Kriterium für den ordnungsgemäßen Betrieb verwendet wird. Sie Amplitudenniveaus
der Schwingungskcmponenten schwanken jedoch erheblich
mit der Belastung der Maschine, so daß diese Belastungen genaue gesteuert werden müssen, damit die Ausgangsgrößen-Ablesungen
eine Bedeutung haben. Ferner ist es erforderlich, den Ursprung der verschiedenen Frequenzkomponenten genau zu identifizieren,
um eine ordnungsgemäße Analyse machen zu können. Dies ist besonders deshalb schwierig, weil die Frequenzen und
die Amplituden der erzeugten Schwingungskomponenten eine Funktion der Maschinengeschwindigkeit und der Leistungseinstellung
sind. Dies bedeutet, "daß zur Ableitung einer brauchbaren Information
eine Qeschwindigkeits-Nachlaufeinrichtung in der Maschine
verwendet werden muß, um als Servo für diesen Betrieb zu dienen, so daß das Spektrum des Schwingungeausgange zur Ermöglichung
einer ordnungsgemäßen Berechnung normalisiert wird. Ferner sind bei den früheren Verfahren die Kriterien, die für
die Bestimmung des ordnungsgemäßen Betriebes einer Maschine verwendet werden, gewöhnlich recht verwickelt, was die Berechnung
erheblich kompliziert macht.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Einrichtung zur Bestimmung
des Betriebszustandes einer Maschine zu schaffen, wodurch, die Messung einfacher durchzuführen ist und zu zuverlässigeren
Ergebnissen führt als bisher.
Daa Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung liefern eine einfache und doch sehr genaue Technik zur Messung dea Zustandes
einer Maschine, die nicht von den verschiedenen, oben
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erwähnten Faktoren abhängt, die, wie "bereits erwähnt, die Messungen
kompliziert machen. Zuerst sind bei dem erfindungsgemäßen j
Verfahren wegen der Tatsache, daß das Verhältnis zwischen aus- j
gewählten Schwingungskomponenten in dem Ausgang statt ihrer absoluten Amplituden verwendet wird, die Amplitudenmessungen
nicht mehr kritisch. Ferner wird die Belastung der Maschine und die Notwendigkeit für die Erfassung kleiner G-eschwindigkeitsänderungen
umgangen, und zwar wiederum wegen der Tatsache," j daß das Verhältnis statt den Absolutwerten in der Analyse verwendet
wird. Da die maximale Amplitude der Signale über einem ! Band von Frequenzen bei der Durchführung der Messungen des Ver- " ;
hältnisses verwendet wird, ist eine Frequenzverschiebung in den !
Ausgangssignalen für solche Messungen nicht kritisch. Ferner ist·
im Hinblick auf die Tatsache, daß das Verhältnis zwischen zwei , in dem Ausgang enthaltenen Signalen statt deren absoluten Messun-+
gen verwendet wird, die Eichung der Detektor- und Meßeinrich- !
tung nicht kritisch ist, was die Benutzung sehr vereinfacht und die Zuverlässigkeit im Betrieb erhöht. Es ist daher ersichtlich,
daß das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bestimmung des Zustandes einer Maschine durch
die Messung des Verhältnisses vorbestimmter Teile von deren 1 Schwingungsausgang eine viel genauere Messung ermöglicht wie \
bisher. ,
Eine spezielle Ausführung der Erfindung kann wie folgt zusammengefaßt
werden. Die Schwingungskomponenten über einem interessie- j renden Frequenzspektrum, die von einer Maschine erzeugt werden,
werden in elektrische Signale mit Hilfe eines Wandlers, bei- j spielsweise eines ..BeöohlbünigüngBmessers, umgesetzt, und diese !
elektrischen Signale werden ihrerseits mit Hilfe eines Spektral-j
analysators verarbeitet, um eine Leistungs-Spektraldichte-Auf- I
zeichnung desselben zu erhalten. Die Spitzenamplitude des Signa-
!es in einem Paar von vorgewählten Frequenzbändern wird dann j gemessen und das Verhältnis zwischen diesen beiden Signalen bestimmt.
Dieses Verhältnis wird dann mit einem Wert verglichen, j der ein experimentell oder theoretisch abgeleitetes, annehmbares ;
Verhältnis darstellt, um zu bestimmen, ob das gemessene Verhält-
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nis für die Maschine in annehmbaren Toleranzen liegt. Die verwendeten
Bänder weisen vorzugsweise ein erstes Band in einem Hochfrequenz-Schwingungsbereich und ein zweites Band mit niedrigerer
Frequenz als das erste Band auf, wobei die Signale in diesen Bändern eine mittlere Amplitude im Vergleich zu allen in
der Spektralanalyse erzeugten Signalen haben.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der beiliegenden
Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Pig. 1 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung;
Fig. 2 eine Aufzeichnung der Leistungs-Spektraldichte für eine
ordnungsgemäß funktionierende Maschine, die als Bezug für die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendbar
ist;
Fig. 3 eine Darstellung der Leistungs-Spektraldichte für eine
Maschine desselben Modells wie die von Fig. 2, die jedoch
in einem Zustand ist, der ein drohendes Versagen anzeigt.
Bei der Erfindung wird ein Wandler, der vorzugsweise ein Beschleunigungsmesser
zum Messen der zweiten Ableitung der von der Maschine erzeugten Schwingungswegkomponenten ist, zur Erzeugung
eines elektrischen Signales in Übereinstimmung mit diesem Schwingungsausgang verwendet. Der Ausgang des Wandlers wird
einem Spektrumanalysator oder dergleichen zugeführt, der einen den Amplituden der verschiede'nen Frequenzkomponenten entsprechenden
Ausgang erzeugt, wobei die Frequenzkomponenten das Schwingungssignal über einem vorbestimmten Frequenzspektrum
als eine Funktion der Zeitbasis bilden, d. h. es wird eine Abtastung der Spektralkomponenten geliefert. Die Signale in zwei
getrennten, vorgewählten Frequenzbändern werden von dem Ausgang des Spektrumanalysators abgetrennt. Diese beiden Bänder
sind nach dem Gesichtspunkt ausgewählt, daß sie beide Signale
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enthalten, die alle in einem mittleren Amplitudenbereich liegen. Eines der Bänder liegt in einem Hochfrequenzbereich des
interessierenden Spektrums, während das andere, in einem tieferen Frequenzbereich als das erste liegt. Sodann werden Signale
gemäß dem Spitzensignal in jedem Band erzeugt. Das Verhältnis zwischen diesen beiden Spitzensignalen wird gemessen, und dieses
Verhältnis wird mit einem Bezugsverhältnis verglichen, das eine
Standardmaschine oder eine ordnungsgemäß funktionierende Maschine darstellt. Ob der Betrieb der Maschine annehmbar ist
oder nicht, wird gegen diesen Standardwert mit eingestellten Toleranzgrenzen bestimmt. Ein automatischer JA-NEIN-Anzeiger
kann verwendet widen, um diese Bestimmung vorzunehmen, wobei die Toleranzgrenzen von einem Schwellenwertdetektor gemessen
werden. Andernfalls kann das Verhältnis direkt auf einem Anzeiger durch einen Bedienungsmann abgelesen werden, der selbst die
Wertungsentscheidung trifft.
Im folgenden werden die verschiedenen Kriterien beschrieben, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden, um die
Basis für die Bestimmung des Maschinenzustandes zu schaffen. Erstens müssen die Signalkomponenten der Frequenzbänder, die bei
der Durchführung der Verhältnismessungen verwendet werden, alle im mittleren Amplitudenbereich liegen. Diese Bedingungen werden
unter Bezugnahme auf die Spektraldichten-Darstellung für eine Standard- oder Bezugs- (ordnungsgemäß arbeitende) Maschine
eingestellt. Eine mittlere Amplitude kann so definiert werden, daß sie zwischen 0,1 $ und 10 # der Spitzenamplitude der gesamten
Spektraldichten-Darstellung der Leistung liegt. Zweitens sollte eines der Frequenzbänder an dem Hochfrequenzende der
Spektraldichten-Darstellung liegen, und das andere Band muß bei einer niedrigeren Frequenz als das erste Band jedoch in jedem
Fall über der grundlegenden Schwingungsfrequenz der Maschine liegen. Jede individuelle Maschine hat selbstverständlich
eine etwas verschiedene Spektraldichten-Kurye. Daher können die
in Frage stehenden Frequenzbänder in einigen Fällen verhältnismäßig dicht beieinander und in anderen Fällen recht weit ausein-
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ander liegen. Der Grund, warum die Komponenten mit mittlerer Amplitude verwendet werden, liegt darin, daß diese Komponenten,
wie sich gezeigt hat, die Zwischenmodulationsprodukte der Schwingung enthalten, die im allgemeinen leicht die Information
über ein Versagen weitergibt. Im Unterschied dazu stellen die Komponenten mit hoher Amplitude im allgemeinen eine grundlegende Schwingungskomponente der Maschine und deren Harmonische dar,
die sich nicht ändern, selbst, wenn Teile zu versagen beginnen.
Sie Beschleunigung oder die zweite Ableitung der Schwingungsauslenkung
wird deshalb bei der Messung benutzt, weil sie ein Signal mit höherer Amplitude besonders bei der höheren Frequenz
liefert, da bei einer vorgegebenen Auslenkung die entsprechende Amplitude der Beschleunigungskomponenten mit dem Quadrat der
Winkelgeschwindigkeit wächst. Die Verwendung der zweiten Ableitung der Schwingung, d. h. der Beschleunigung, hat auch in der
Hinsicht eine Bedeutung, daß eine höhere Empfindlichkeit der Nessung des Verhältnisses erzielt wird, weil bei einer vorgegebenen
Schwingungsauslenkung die höher-frequenten Komponenten dazu neigen, eine höhere Beschleunigung ale die nieder-frequenten
Komponenten zu haben, weil, wie bereits erwähnt wurde, die Beschleunigung eine Funktion des Quadrates der Frequenz ist.
In den Figuren 2 und 5 sind Spektraldichten-Kurven für ein spezielles
Getriebe gezeigt, wobei das eine in gutem Zustand und das andere in einem Zustand ist, der ein drohendes Versagen
anzeigt. In beiden Figuren ist der Ausgang eines Beschleunigungsmessers,
der an der Maschine angebracht, ist, gegen die Frequenz aufgetragen. Wie noch im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben
wird, kann solch ein Ausgangssignal mit einem Spektrum-Analysator
erzeugt werden, der ein Signal in Übereinstimmung mit der Amplitude dieser Frequenzkompönehten gegen dne Zeitbasis
liefert. Das Band #2 ist das interessierende Hochfrequenzband,
während das Band jf1 ein Niederfrequenzband ist, wobei
zwischen diesen Bändern die Messungen des Verhältnisses durchgeführt
werden. Es ist zu beachten, daß die Spitzenamplituden
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der Komponenten in diesen Bändern zwischen 0,1 $ und 10 %
des Spitzenausganges der gesamten Kurve liegen. Wie in Fig. 2 angezeigt ist, hat das Verhältnis zwischen der Spitze der
Komponenten von Band /2 und der Spitze von den Komponenten des Bandes #1 den Wert 0,015:1. Dies ist ein Verhältnis, das anzeigt,
daß das Getriebe in einem optimalen Zustand arbeitet. Aus Fig. 3, die die Messung für denselben Typ von Getriebe jedoch
mit einem schlechten Ausgangs-Rollenlager zeigt, ist zu ersehen, daß das Verhältnis zwischen dem Spitzenausgang in
Band 1 und dem Spitzenausgang in Band 2 nun 10:1 beträgt. Es ist daher zu ersehen, daß ein erheblicher Anstieg in dem Verhältnis
zwischen der Spitze von Band 2 zu der Spitze von Band 1 ein drohendes Versagen anzeigt. Die Kurven der Figuren 2 und 3
zeigen tatsächliche Messungen an Getriebekasten, wobei der Zustand
der fehlerhaften Funktionsweise tatsächlich festgestellt war.
Es ist zu beachten, daß in allen Fällen eine Vergrößerung des Verhältnisses zwischen dem Spitzensignal in dem Eochfrequenzband
zu dem in dem Niederfrequenzband eine Anzeige für eine Verschlechterung im Zustand ist. Toleranzen zur Einstellung
annehmbarer Grenzen einer Verschlechterung können selbstverständlich in jedem speziellen Fall so eingestellt werden, daß,
wie nun anhand von Fig. 1 erläutert wird, JA-NEIN-Kriterien
und auch Teile getestet werden können, um zu bestimmen, ob sie in die eingestellten Toleranzen fallen. Ferner kann die
Spektraldichten-Kurve für eine ideale Maschine, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, entweder empirisch mit einem tatsächlichen
Teil oder theoretisch errechnet werden.
In Fig. 1 ist eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens schematisch gezeigt. Ein Beschleunigungsmesser 12 ist mechanisch mit einer zu testenden Maschine
11 gekuppelt, so daß er den Schwingungsausgang derselben aufnimmt. Der Beschleunigungsmesser 12 übersetzt die mechanischen
Schwingungskomponenten der Maschine in ein elektrisches Signal
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nach der zweiten Ableitung der Auslenkung der Schwingung und gibt es an einen Spektrum-Analysator 13 ab. Der Analysator 13,
der im Handel beispielsweise als Modell SD3O1B Spektrum-Analysator
von der Spectral-Dynamics Company, San Diego, Californien,
erhältlich ist, liefert zusammen mit einem Mittelwertgeber 14 eine Spektraldichten-Kurve des Schwingungssignales, wie sie
beispielsweise in den Figuren 2 und 3 gezeigt ist. Der Analysator erzeugt einen Ausgang, der den quadratischen Amplituden
der Frequenzkomponenten in dem Ausgang des Beschleunigungsmessers entspricht, gegen eine Mtbasis. Der Ausgang des Analysator^
13 wird einem Mittelwertgeber 14 zugeführt, der eine Mittelwertbildung
der Signalkomponenten liefert und ebenfalls im Handel, beispielsweise als Modell SD3O2B der Spectral-Dynamics
Company, erhältlich ist. Der Ausgang des Mittelwertgebers 14, der, wie bereits erwähnt wurde, ein Signal der allgemeinen, in
den Figuren 2 und 3 gezeigten Art ist, wird den beiden Gattern 16 und 17 zugeführt. Ein Synchronsignal, das mit dem Beginn
des Abtastzyklus des Spektrum-Analysators synchronisiert ist,
wird an die Verzögerungs- und Pulsformerschaltungen 19 und 20 zugeführt. Die Verzögerungs- und Pulsgeberschaltung 19 verzögert
das von dem Analysator aufgenommene Synchronsignal um einen Betrag, der gleich der Zeit von dem Beginn der Abtastung, an
dem eines der interessierenden Frequenzbänder erscheint (z.B. Band 1 von Fig. 2), entspricht. Die Schaltung*19 weist auch
eine Pulsformerschaltung auf, die in Abhängigkeit von dem verzögerten Synchronsignal einen Tastimpuls erzeugt, dessen
Breite diesem Frequenzband entspricht. Auf ähnliche Weise liefert
die Verzögerungs- und Pulsformerschaltung 20 ein Torsignal,
das verzögert ist, so daß es mit Ankunft des höher-frequenten Bandes (Band 2 in Fig. 2) erscheint und eine Breite entsprechend
der Breite des Hochfrequenzbandes hat. Die Verzögerungs- und Pulsformerschaltungen 19 und 20 liefern Aufsteuerpulse 22 und
23 an die Gatter 16 bzw. 17,um eine Torsteuerung der Signale
in dem unteren und dem hohen Frequenzband an die Spitzendetektoren 25 bzw. 26 zu ermöglichen.
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Die Spitzendetektoren 25 und 26 geben Ausgänge in Ühereinstim- ■
raung mit der Spitzenamplitude der von ihnen empfangenen Signale ,
ab. Diese Signale werden an logarithmische Verstärker. 29 bzw. !
30 zugeführt. Die logarithmischen Verstärker 29 und 30 geben j Ausgänge gleich dem Logarithmus der zugeführten Eingangssignale
ab. Die Ausgänge der logarithmischen Verstärker 29 und 30 wer- < den einer Summiereinrichtung 32 zugeführt, wobei der Ausgang
des Verstärkers 29 der Summiereinrichtung als negative Größe
eingespeist wird, so daß die Summiereinrichtung die Differenz j zwischen den beiden ihr zugeführten Signalen bildet. Der Aus- j gang der Summier einrichtung 32 wird einem antilogarithmischen ι Verstärker 39 zugeführt, der das Signal in die äquivalente
lineare Eorm zurücksetzt. Durch die Subtraktion der logarithmi- j sehen Größen wird eine Division ihrer linearen Äquivalente
durchgeführt, so daß ein Bruchteil\achältnis zwischen den beiden I Signalen erzielt wird. Der antilogarithmische Verstärker 34 ' setzt das Signal entsprechend der logarithmischen Differenz i zurück in das lineare Äquivalent. ;
ab. Die Ausgänge der logarithmischen Verstärker 29 und 30 wer- < den einer Summiereinrichtung 32 zugeführt, wobei der Ausgang
des Verstärkers 29 der Summiereinrichtung als negative Größe
eingespeist wird, so daß die Summiereinrichtung die Differenz j zwischen den beiden ihr zugeführten Signalen bildet. Der Aus- j gang der Summier einrichtung 32 wird einem antilogarithmischen ι Verstärker 39 zugeführt, der das Signal in die äquivalente
lineare Eorm zurücksetzt. Durch die Subtraktion der logarithmi- j sehen Größen wird eine Division ihrer linearen Äquivalente
durchgeführt, so daß ein Bruchteil\achältnis zwischen den beiden I Signalen erzielt wird. Der antilogarithmische Verstärker 34 ' setzt das Signal entsprechend der logarithmischen Differenz i zurück in das lineare Äquivalent. ;
des
Der Ausgang/Verstärkers 34 wird einem "Verhältnis"-Anzeiger 37
Der Ausgang/Verstärkers 34 wird einem "Verhältnis"-Anzeiger 37
zugeführt, der ein herkömmlicher Voltmeter sein kann, der auf
geeignete Weise geeicht und mit einer Skala versehen ist, so
daß er das Signalverhältnis direkt anzeigt. Der Ausgang des
antilogarithmischen Verstärkers 34 wird auch einem Schwellenwertdetektor 40 zugeführt, der geeignet geeicht ist, um für
die "Verhältnis"-Messung eingestellte Toleranzen darzustellen.
Der Schwellenwertdetektor kann beispielsweise so vorgespannt
sein, daß er, wenn das angelegte Spannungseingangssignal ein
Verhältnis über 10:5 (oder ein anderes vorgewähltes Verhältnis)
anzeigt, betätigt wird, um ein geeignetes "HEIN"-Signal an ! den JA-NEHT-Anzeiger 42 abzugeben. Der JA-HEIN-Anzeiger 42,
der eine Anzeigelampe oder einen Summer aufweisen kann, wird
betätigt, um eine NEIN-Anzeige der in Frage stehenden Art immer ί dann abzugeben, wenn der Schwellenwertdetektor 40 durch ein
Signal betätigt wird, das einen außerhalb der Toleranzen liegen- ! den Zustand anzeigt. Dies ist selbstverständlich nur eine von
geeignete Weise geeicht und mit einer Skala versehen ist, so
daß er das Signalverhältnis direkt anzeigt. Der Ausgang des
antilogarithmischen Verstärkers 34 wird auch einem Schwellenwertdetektor 40 zugeführt, der geeignet geeicht ist, um für
die "Verhältnis"-Messung eingestellte Toleranzen darzustellen.
Der Schwellenwertdetektor kann beispielsweise so vorgespannt
sein, daß er, wenn das angelegte Spannungseingangssignal ein
Verhältnis über 10:5 (oder ein anderes vorgewähltes Verhältnis)
anzeigt, betätigt wird, um ein geeignetes "HEIN"-Signal an ! den JA-NEHT-Anzeiger 42 abzugeben. Der JA-HEIN-Anzeiger 42,
der eine Anzeigelampe oder einen Summer aufweisen kann, wird
betätigt, um eine NEIN-Anzeige der in Frage stehenden Art immer ί dann abzugeben, wenn der Schwellenwertdetektor 40 durch ein
Signal betätigt wird, das einen außerhalb der Toleranzen liegen- ! den Zustand anzeigt. Dies ist selbstverständlich nur eine von
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vielen Möglichkeiten, die verwendet werden können, um eine Betriebsweise
außerhalb der Toleranzen selbsttätig anzuzeigen. Andere alternative Einrichtungen weisen Hessanzeigeeinrichtungen
auf, die eine rote Linie haben, um die Toleranzgrenze anzuzeigen. Auch Oszilloskop-Anzeigeeinrichtungen und dergleichen ·
können vorgesehen sein.
Sie Erfindung liefert daher ein einfaches und doch sehr genaues
und wirksames Mittel zur Anzeige des Zustandes eines Teiles einer Maschine ohne, daß auf eine komplizierte Eichung oder
Berechnungen zurückgegriffen werden muß. Diese Technik ist gut geeignet, selbsttätige JA-NEIN-Tests durchzuführen, um festzustellen,
ob die Maschine aus annehmbaren Toleranzgrenzen herausfällt.
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Claims (11)
- PATENTANSPRÜCHE/ 1 .y Verfahren zum Testen des Zustandes einer Maschine mit beweglichen Teilen, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine in Betrieb gesetzt wird, daß ein elektrisches Ausgangssignal in Übereinstimmung mit den von der Maschine entwickelten Schwingungssignalen erzeugt wird, daß die Schwingungs-Ausgangssignale in eine leistungs-Spektraldichten-Kurve umgesetzt werden, in der die Frequenzkomponenten gegen eine Zeitbasis erscheinen, daß Signale gemäß der Spitzenamplitude der in einem ersten, vorbestimmten Hochfrequenzband der Signalkomponenten enthaltenen Signale und ein zweites Signal aus der Spitzenamplitude der in einem zweiten, vorbestimmten Band mit niedrigerer Frequenz als das erste Band erzeugt werden, und daß das Verhältnis der Amplituden der zwei Spitzensignale gemessen wird, wobei das Verhältnis eine Anzeige des Zustandes der Maschine ist.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrisches Signal gemäß der Beschleunigung der in der Maschine entwickelten Schwingungskomponenten erzeugt wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis mit einem Bezugsniveau verglichen und ein "NEIN"-Signal erzeugt wird, wenn das gemessene Verhältnis das Bezugsniveau übersteigt.
- 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitzenamplitude der Signale in den vorbestimmten Frequenzbändern zwischen 0,1 io und 10 $ des Spitzensignales in der gesamten Spektraldichten-Kurve liegt.
- 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungskomponenten in den beiden vorbestimmten Frequenzbändern zwischen Modulationskomponenten der von der Maschine ! entwickelten Schwingung darstellen.309 8 14/025 1
- 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren zuerst zur Bestimmung eines Bezugswertes angewendet wird, der als Bezugsverhältnis verwendbar ist, welches mit nachfolgenden, nach dem Verfahren erzeugten Meßwerten verglichen wird.
- 7. Vorrichtung zum Testen des Zustandes einer Maschine, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (12) zur Erzeugung eines elektrischen Signales gemäß dem Schwingungs-Ausgangssignal der Maschine (11), einen Spektrum-Analysator (13), derauf ! das Schwingungs-Ausgangssignal anspricht, um den Ausgang in ! die Form einer Spektraldichten-Kurve umzusetzen, ein erstes und ein zweites Gatter (16,17) zur Aufnahme des Ausgangs des Spektrum-Analysators (13), eine Einrichtung (19), die mit der Abtastung des Spektrum-Analysators (13) synchronisiert ist, um die Torsteuerung der Signale in einem ersten Frequenzband durch das erste Gatter (16) zu bewirken, eine Einrichtung (20), die mit der Abtastung des Spektrum-Analysators (13) synchronisiert ist, um die Torsteuerung der Signale in einem zweiten Frequenzband, dessen Frequenz niedriger als die des ersten Frequenzbandes ist, durch das zweite Gatter (17) zu bewirken, einen ersten und zweiten Spitzendetektor (25, 26) zur Aufnahme der Ausgänge des ersten und des zweiten Gatters (16,17) respektive und zur Erzeugung von Ausgängen gemäß deren Spitzenamplituden, und durch eine Einrichtung (29,30,32,34) zur Erzeugung eines Signales gemäß dem Quotienten zwischen den Ausgängen der Spitzendetektoren (25,26).
- 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen Schwellenwertdetektor (40) zur Aufnahme des Quotientensignales und Erzeugung eines Ausganges, wenn der Quotient einen vorbestimmten Wert übersteigt, und durch einen Anzeiger (37 oder 42), der ein Anzeigesignal in Abhängigkeit von dem Ausgang des Schwellenwertdetektors (40) liefert.3098U/0251- 13 - 2236953
- 9. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung eines elektrischen Signales gemäß dem Schwingungs-Ausgangs signal einen Beschleunigungsmesser (12) aufweist.
- 10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Torsteuerung der Signale durch die Gatter (16,17) VerzögerungSr- und Pulsformerschaltungen (19, 20) aufweisen.
- 11. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung eines Signales für den Quotienten logarithmische Verstärker (29,30) zum logarithmischen Verstärken der Ausgänge der Spitzendetektoren (25,26), eine Summiereinrichtung (32) zur Erzeugung eines Signales gemäß der Differenz der Ausgänge der logarithmischen Verstärker (29,30) und einen antilogarithmisehen Verstärker (34) aufweist, um den Ausgang der Summiereinrichtung (32) in sein lineares Äquivalent umzusetzen.309814/0251Leerseite
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US18519371A | 1971-09-30 | 1971-09-30 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2236959A1 true DE2236959A1 (de) | 1973-04-05 |
Family
ID=22679990
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2236959A Pending DE2236959A1 (de) | 1971-09-30 | 1972-07-27 | Verfahren und vorrichtung zum testen des zustandes einer maschine |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3705516A (de) |
JP (1) | JPS4843953A (de) |
CA (1) | CA971775A (de) |
DE (1) | DE2236959A1 (de) |
FR (1) | FR2155250A5 (de) |
GB (1) | GB1343382A (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2922371A1 (de) * | 1979-06-01 | 1980-12-11 | Bosch Gmbh Robert | Meldeeinrichtung ueber funktionsfehler bei kraftmaschinen |
DE3031812A1 (de) * | 1979-08-24 | 1981-03-12 | Hitachi, Ltd., Tokyo | Verfahren zur diagnose der vibration einer rotationsmaschine. |
Families Citing this family (62)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3841149A (en) * | 1973-01-08 | 1974-10-15 | Interactive Systems | Tool wear detector |
US3938394A (en) * | 1973-11-30 | 1976-02-17 | Ird Mechanalysis, Inc. | Combination balance analyzer and vibration spectrum analyzer |
US3977239A (en) * | 1976-01-02 | 1976-08-31 | Rca Corporation | Engine diagnosis from frequency components in exhaust |
JPS5913686B2 (ja) * | 1977-07-18 | 1984-03-31 | 三菱電機株式会社 | 故障検出装置 |
JPS54149696A (en) * | 1978-05-16 | 1979-11-24 | Hitachi Ltd | Rubbing detection between rotary body and stationary body |
EP0019398A1 (de) * | 1979-05-11 | 1980-11-26 | Sd Signal Processing Limited | Überwachungsgerät für rotierende Maschinen |
US4322828A (en) * | 1981-01-09 | 1982-03-30 | Honeywell Inc. | Seismic aircraft maneuver classifier |
US4380172A (en) * | 1981-02-19 | 1983-04-19 | General Electric Company | On-line rotor crack detection |
US4408294A (en) * | 1981-03-27 | 1983-10-04 | General Electric Company | Method for on-line detection of incipient cracks in turbine-generator rotors |
US4413519A (en) * | 1981-07-29 | 1983-11-08 | Westinghouse Electric Corp. | Turbine blade vibration detection apparatus |
JPS58150859A (ja) * | 1982-03-03 | 1983-09-07 | Hitachi Ltd | 回転体の亀裂診断装置 |
US4528852A (en) * | 1982-10-21 | 1985-07-16 | Spm Instruments U.S. Inc. | Method and instrument for determining the condition of an operating bearing |
GB2156520B (en) * | 1984-03-27 | 1987-08-19 | Trade & Industry Secretary Of | Monitoring of process steps |
JPS62226033A (ja) * | 1986-03-28 | 1987-10-05 | Agency Of Ind Science & Technol | メカニカルシ−ル摺動状態評価装置 |
US4794535A (en) * | 1986-08-18 | 1988-12-27 | Automated Decisions, Inc. | Method for determining economic drill bit utilization |
SE8800102D0 (sv) * | 1988-01-13 | 1988-01-13 | Lennart Hedlund | Metod och apparatur for detektering av maskiners transportanordningars och liknande anordningars drifttillstand |
SE460315B (sv) * | 1988-10-13 | 1989-09-25 | Ludwik Jan Liszka | Saett att fortloepande oevervaka drifttillstaandet hos en maskin |
JPH0737791B2 (ja) * | 1988-11-28 | 1995-04-26 | 株式会社日立製作所 | ポンプの逆流検出装置及び揚水設備のポンプ運転制御装置並びに可変速揚水発電電動装置 |
US5058434A (en) * | 1990-02-27 | 1991-10-22 | Carl Schenck Ag | Process for early detection of damage to machine parts |
DE4104961A1 (de) * | 1991-02-18 | 1992-08-20 | Siemens Ag | Verfahren und vorrichtung zur pruefung von motoren auf lagerschaeden und/oder unzulaessige vibrationen |
US5790413A (en) * | 1993-03-22 | 1998-08-04 | Exxon Chemical Patents Inc. | Plant parameter detection by monitoring of power spectral densities |
US5614676A (en) * | 1996-03-08 | 1997-03-25 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Method of machine vibration analysis for tire uniformity machine |
US5922963A (en) * | 1997-06-13 | 1999-07-13 | Csi Technology, Inc. | Determining narrowband envelope alarm limit based on machine vibration spectra |
FR2772125B1 (fr) | 1997-12-04 | 2000-08-04 | Eurocopter France | Procede et dispositif pour determiner l'etat d'une structure vibrante d'un aeronef a voilure tournante |
US5965819A (en) * | 1998-07-06 | 1999-10-12 | Csi Technology | Parallel processing in a vibration analyzer |
US7562135B2 (en) | 2000-05-23 | 2009-07-14 | Fisher-Rosemount Systems, Inc. | Enhanced fieldbus device alerts in a process control system |
US6975219B2 (en) | 2001-03-01 | 2005-12-13 | Fisher-Rosemount Systems, Inc. | Enhanced hart device alerts in a process control system |
US7206646B2 (en) | 1999-02-22 | 2007-04-17 | Fisher-Rosemount Systems, Inc. | Method and apparatus for performing a function in a plant using process performance monitoring with process equipment monitoring and control |
US8044793B2 (en) | 2001-03-01 | 2011-10-25 | Fisher-Rosemount Systems, Inc. | Integrated device alerts in a process control system |
US7346404B2 (en) | 2001-03-01 | 2008-03-18 | Fisher-Rosemount Systems, Inc. | Data sharing in a process plant |
FR2803036B1 (fr) * | 1999-12-23 | 2002-10-11 | Snecma | Detection de l'endommagement de pieces d'un moteur |
US6510732B1 (en) * | 2000-07-28 | 2003-01-28 | Harley-Davidson Motor Company Group, Inc. | Method for determining the balancer condition of a balanced engine |
US8073967B2 (en) | 2002-04-15 | 2011-12-06 | Fisher-Rosemount Systems, Inc. | Web services-based communications for use with process control systems |
JP4564715B2 (ja) | 2001-03-01 | 2010-10-20 | フィッシャー−ローズマウント システムズ, インコーポレイテッド | ワークオーダ/パーツオーダの自動的生成および追跡 |
US7720727B2 (en) | 2001-03-01 | 2010-05-18 | Fisher-Rosemount Systems, Inc. | Economic calculations in process control system |
US6714880B2 (en) | 2002-05-13 | 2004-03-30 | Entek Ird International Corporation | Multi-alarm monitoring and protection system |
JP3880455B2 (ja) * | 2002-05-31 | 2007-02-14 | 中国電力株式会社 | 転がり軸受の余寿命診断方法及びこの余寿命診断装置 |
US6763312B1 (en) | 2003-01-11 | 2004-07-13 | Dynamic Measurement Consultants, Llc | Multiple discriminate analysis and data integration of vibration in rotation machinery |
US6915235B2 (en) | 2003-03-13 | 2005-07-05 | Csi Technology, Inc. | Generation of data indicative of machine operational condition |
JP4504065B2 (ja) * | 2004-03-31 | 2010-07-14 | 中国電力株式会社 | 転がり軸受の余寿命診断方法 |
PL1827805T3 (pl) * | 2004-12-01 | 2009-04-30 | Pirelli | Sposób i urządzenie do kontroli procesu wytwarzania komponentów opony przeznaczonej dla koła pojazdu mechanicznego |
US9201420B2 (en) | 2005-04-08 | 2015-12-01 | Rosemount, Inc. | Method and apparatus for performing a function in a process plant using monitoring data with criticality evaluation data |
US8005647B2 (en) | 2005-04-08 | 2011-08-23 | Rosemount, Inc. | Method and apparatus for monitoring and performing corrective measures in a process plant using monitoring data with corrective measures data |
US7272531B2 (en) | 2005-09-20 | 2007-09-18 | Fisher-Rosemount Systems, Inc. | Aggregation of asset use indices within a process plant |
US7606673B2 (en) * | 2006-05-01 | 2009-10-20 | Dynamic Measurement Consultants, Llc | Rotating bearing analysis and monitoring system |
US8301676B2 (en) | 2007-08-23 | 2012-10-30 | Fisher-Rosemount Systems, Inc. | Field device with capability of calculating digital filter coefficients |
US7702401B2 (en) | 2007-09-05 | 2010-04-20 | Fisher-Rosemount Systems, Inc. | System for preserving and displaying process control data associated with an abnormal situation |
US8055479B2 (en) | 2007-10-10 | 2011-11-08 | Fisher-Rosemount Systems, Inc. | Simplified algorithm for abnormal situation prevention in load following applications including plugged line diagnostics in a dynamic process |
US8762104B2 (en) | 2008-12-22 | 2014-06-24 | S.P.M. Instrument Ab | Method and apparatus for analysing the condition of a machine having a rotating part |
CN102449445B (zh) | 2009-05-05 | 2014-12-17 | S.P.M.仪器公司 | 用于分析具有旋转部件的机器振动的设备和方法 |
US8676521B2 (en) * | 2009-10-26 | 2014-03-18 | Fluke Corporation | System and method for handling wide dynamic range signals encountered in vibration analysis using a logarithmic amplifier |
US9927788B2 (en) | 2011-05-19 | 2018-03-27 | Fisher-Rosemount Systems, Inc. | Software lockout coordination between a process control system and an asset management system |
EA027452B1 (ru) | 2011-07-14 | 2017-07-31 | С.П.М. Инструмент Аб | Способ и система для выполнения анализа состояния вращающейся части машины |
EP2810027B1 (de) | 2012-01-30 | 2017-06-07 | S.P.M. Instrument AB | Vorrichtung und verfahren zur analyse des zustands einer maschine mit einem drehteil |
US20140228993A1 (en) * | 2013-02-14 | 2014-08-14 | Sony Europe Limited | Apparatus, system and method for control of resource consumption and / or production |
CN105711444B (zh) * | 2016-03-30 | 2018-05-11 | 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 | 一种轨道车辆蛇形失稳抑制系统和方法 |
EP3574931A1 (de) * | 2018-05-31 | 2019-12-04 | Koninklijke Philips N.V. | Verfahren zur überwachung des betriebs einer elektrischen brustpumpe |
US11367018B2 (en) | 2019-12-04 | 2022-06-21 | Oracle International Corporation | Autonomous cloud-node scoping framework for big-data machine learning use cases |
US11255894B2 (en) | 2020-02-28 | 2022-02-22 | Oracle International Corporation | High sensitivity detection and identification of counterfeit components in utility power systems via EMI frequency kiviat tubes |
US11275144B2 (en) | 2020-03-17 | 2022-03-15 | Oracle International Corporation | Automated calibration of EMI fingerprint scanning instrumentation for utility power system counterfeit detection |
US11822036B2 (en) | 2021-10-07 | 2023-11-21 | Oracle International Corporation | Passive spychip detection through time series monitoring of induced magnetic field and electromagnetic interference |
US11740122B2 (en) * | 2021-10-20 | 2023-08-29 | Oracle International Corporation | Autonomous discrimination of operation vibration signals |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2361990A (en) * | 1943-04-15 | 1944-11-07 | Western Electric Co | Vibration analyzer |
US3029385A (en) * | 1958-06-06 | 1962-04-10 | Daimler Benz Ag | Apparatus for analyzing noise produced by machines |
-
1971
- 1971-09-30 US US185193A patent/US3705516A/en not_active Expired - Lifetime
-
1972
- 1972-07-05 CA CA146,337A patent/CA971775A/en not_active Expired
- 1972-07-18 GB GB3354372A patent/GB1343382A/en not_active Expired
- 1972-07-27 DE DE2236959A patent/DE2236959A1/de active Pending
- 1972-08-29 FR FR7230650A patent/FR2155250A5/fr not_active Expired
- 1972-09-30 JP JP47098560A patent/JPS4843953A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2922371A1 (de) * | 1979-06-01 | 1980-12-11 | Bosch Gmbh Robert | Meldeeinrichtung ueber funktionsfehler bei kraftmaschinen |
DE3031812A1 (de) * | 1979-08-24 | 1981-03-12 | Hitachi, Ltd., Tokyo | Verfahren zur diagnose der vibration einer rotationsmaschine. |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS4843953A (de) | 1973-06-25 |
US3705516A (en) | 1972-12-12 |
FR2155250A5 (de) | 1973-05-18 |
CA971775A (en) | 1975-07-29 |
GB1343382A (en) | 1974-01-10 |
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