DE29513754U1 - Machine damage detection device - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum detektieren eines Maschinenschadens.The present invention relates to a device for detecting machine damage.
In der Praxis steht man häufig vor dem Problem, daß Maschinen anscheinend unerwartet ausfallen. Kann der Hersteller, Service oder eine Wartungsfirma nicht kurzfristig reagieren oder Ersatzteile müssen zeitaufwendig beschafft werden, drohen Tage oder Wochen Produktionsausfall und damit hohe Kosten.In practice, we often face the problem that machines seem to break down unexpectedly. If the manufacturer, service or maintenance company cannot react quickly or spare parts have to be procured at a time-consuming pace, days or weeks of production downtime and therefore high costs are threatened.
Oft jedoch sind für den unerwarteten Ausfall zu früh verschlissene Teile verantwortlich, was durch Montage-, Qualitäts- oder Auslegungsfehler begründet sein kann. Diesen Fehlern gehen aber Veränderungen im Verhalten der Maschinen voraus. Durch Detektion dieser Veränderungen kann eine rechtzeitige Wartung oder Instandsetzung langfristig geplant werden. Dies spart Kosten und Nerven, und erhöht das Vertrauen bei der Kundschaft.Often, however, unexpected failures are caused by parts that wear out too early, which can be due to assembly, quality or design errors. However, these errors are preceded by changes in the behavior of the machines. By detecting these changes, timely maintenance or repairs can be planned in the long term. This saves costs and stress, and increases customer confidence.
Zur Detektion der Veränderungen wird das Geräusch der Maschine benutzt, das sich bei Verschleißerscheinungen oder Schaden verändert.The noise of the machine is used to detect the changes, which changes when there are signs of wear or damage.
Die vorliegende Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Detektieren eines Maschinenschadens zu schaffen, die sehr zuverlässig einen Schaden detektiert und preisgünstig herstellbar ist.The present invention is based on the object of creating a device for detecting machine damage which detects damage very reliably and can be produced inexpensively.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst.This object is achieved according to the invention by a device having the features of claim 1.
Hierbei wird mit Hilfe eines Sensors die erzeugten Vibrationen und Geräusche einer Maschine aufgenommen und digitalisiert. Diese Daten im Zeitbereich werden durch den Rechner in eine Fourierspektrum transferiert und dann in ein Powerspektrum umgerechnet, dies gibt die Energie über der Frequenzachse an. Da kurzzeitige Änderungen dieses Spektrums keinen zu detektierenden Maschinenschaden darstellen, werden mehrere Messungen gemittelt. Erst bei langfristiger (je nach Anwendungsfall frei wählbar von Minuten bis Stunden) Überschreitung vorgegebener Grenzwerte wird das Gerät eine Warnmeldung ausgeben (Busankopplung. Warnlampe, Akustisch), da nur sich langsam entwickelnde Schaden detektiert werden sollen, spielen die Verarbeitungsgeschwindigkeiten keine große Rolle, was zur preiswerten Herstellung des Gerätes beiträgt. Weiter kann das erhaltene Signal analysiert werden und bei detaillierten Kenntnissen der Maschine eine Schadensanalyse stattfinden.Here, the vibrations and noises generated by a machine are recorded and digitized using a sensor. This data in the time domain is transferred by the computer into a Fourier spectrum and then converted into a power spectrum, which indicates the energy over the frequency axis. Since short-term changes in this spectrum do not represent machine damage that can be detected, several measurements are averaged. Only when specified limit values are exceeded for a long period of time (depending on the application, freely selectable from minutes to hours) will the device issue a warning message (bus connection, warning light, acoustic). Since only slowly developing damage should be detected, processing speeds do not play a major role, which contributes to the inexpensive production of the device. The signal received can also be analyzed and, if detailed knowledge of the machine is available, a damage analysis can be carried out.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, daß der Sensor ein Mikrofon ist. Hierdurch wird erreicht, daß der Sensor sehr preiswert ist, da Mikrofone in Massen hergestellt werden.' Vorteilhaft sind hier dynamische Mikrofone, da sie im Frequenzbereich der Anwendung zur Aufnahme von Vibrationen besonders entgegenkommen und teure Beschleunigungsaufnehmer ersetzen.An advantageous embodiment provides that the sensor is a microphone. This means that the sensor is very inexpensive, since microphones are mass-produced.' Dynamic microphones are advantageous here, since they are particularly suitable for recording vibrations in the frequency range of the application and replace expensive acceleration sensors.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, daß vor dem Meßverstärker ein Multiplexer angeordnet ist, der es erlaubtA further embodiment provides that a multiplexer is arranged in front of the measuring amplifier, which allows
mehrere Sensoren seriell hintereinander auszuwerten, insbesondere bei komplexen Maschinen mit mehreren Antrieben.to evaluate several sensors serially one after the other, especially in complex machines with multiple drives.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, daß der nachfolgende Meßverstärker in Bandbreite und Verstärkung regelbar ist, sodaß er automtisch an die jeweilige Meßaufgabe, also das zu analysierendes Signal optimal angepaßt werden kann dies geschieht vorteilhaft automatisch durch den nachgeschalteten Rechner.A further embodiment provides that the downstream measuring amplifier is adjustable in bandwidth and gain, so that it can be automatically and optimally adapted to the respective measuring task, i.e. the signal to be analyzed. This is advantageously done automatically by the downstream computer.
Die Digitalisierung der Daten ermöglicht eine preiswerte Transformation der Zeitdaten in den Frequenzbereich, ohne aufwendige Analogschaltungen.Digitization of the data enables an inexpensive transformation of the time data into the frequency domain, without complex analog circuits.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, daß der Rechner mit einer Echtzeituhr ausgestattet ist, sodaß Analysedaten mit Zeiterfassung gespeichert werden können.Another embodiment provides that the computer is equipped with a real-time clock so that analysis data can be stored with time recording.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, daß der Rechner mit einer Schnittstelle ausgestattet wird, die es erlaubt die Daten an einen Hostrechner zu übertragen, in dem detaillierter Auswertungen und Analysen vorgenommen werden können.Another embodiment provides that the computer is equipped with an interface that allows the data to be transferred to a host computer in which more detailed evaluations and analyses can be carried out.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, daß der Rechner über die Schnittstelle mit einem Vergleichsspektrum versorgt wird, daß durch detaillierte Messungen anderer Geräte erhalten wurde.Another embodiment provides that the computer is supplied via the interface with a comparison spectrum that was obtained through detailed measurements of other devices.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing of an embodiment.
Es zeigen:Show it:
Fig.l eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen VorrichtungFig.l a schematic diagram of a device according to the invention
Fig.2 ein Blockschaltbild der Vorrichtung nach Fig.l undFig.2 is a block diagram of the device according to Fig.l and
Fig.3 ein Diagramm eines Frequenzspektrums und einer AlarmschwelleFig.3 a diagram of a frequency spectrum and an alarm threshold
Fig.l zeigt ein Vorrichtung 10 zum Detektieren eines Schadens an einer nicht dargestellten Maschine, wie eines Elektromotors mit Getriebe oder dergleichen.Fig.l shows a device 10 for detecting damage to a machine not shown, such as an electric motor with a gearbox or the like.
Die Vorrichtung 10 umfaßt einen Sensor 12 in Form eines Mikrofons, das an der zu überwachenden Maschine entweder fest angebracht (geschraubt, geklebt) ist oder abnehmbar über z.B. eine Magnethalterung befestigt wird, einen die analogen Sensorsignale verstärkenden Meßverstärkers 14, einen die verstärkten Sensorsignale digitalisierenden Wandlers 16 und einem daran angeschlossenen Rechner 18, der die Digitalsignalel verarbeitet.The device 10 comprises a sensor 12 in the form of a microphone, which is either permanently attached (screwed, glued) to the machine to be monitored or is removably attached using, for example, a magnetic holder, a measuring amplifier 14 which amplifies the analog sensor signals, a converter 16 which digitizes the amplified sensor signals and a computer 18 connected to it which processes the digital signals.
Der Rechner 18 bildet eine Transformationseinheit 20, eine Speichereinheit 22 eine Vergleichseinheit 24 und eine Kommunikationseinheit 30, welche verschiedenste Busprotokolle verarbeiten kann. Angeschlossen ist außerdem die EchtzeituhrThe computer 18 forms a transformation unit 20, a storage unit 22, a comparison unit 24 and a communication unit 30, which can process a wide variety of bus protocols. The real-time clock is also connected
26 sowie eine optische,elektrische (Digitalausgang oder Relais) oder akustische Alarmeinheit 12.26 and an optical, electrical (digital output or relay) or acoustic alarm unit 12.
Die ganze Vorrichtung 10 ist in einem ""Gehäuse untergebracht, daß je nach Ausführungsform miniaturisiert im Sensor integriert sein kann, batteriebetrieben, tragbar oder im Gehäuse für Schaltschränke ausgeführt sein kann.The entire device 10 is housed in a ""housing, which, depending on the design, can be miniaturized and integrated into the sensor, battery-operated, portable or designed in a housing for control cabinets.
Claims (11)
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DE29513754U DE29513754U1 (en) | 1995-08-26 | 1995-08-26 | Machine damage detection device |
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Publications (1)
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DE29513754U1 true DE29513754U1 (en) | 1995-10-26 |
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ID=8012278
Family Applications (1)
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DE29513754U Expired - Lifetime DE29513754U1 (en) | 1995-08-26 | 1995-08-26 | Machine damage detection device |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE29513754U1 (en) |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |
Effective date: 19951207 |
|
R156 | Lapse of ip right after 3 years |
Effective date: 19990601 |