DE4017448A1 - Diagnosing mechanical properties of machines from vibration signals - compared in frequency domain with pattern signals after fast fourier transformation - Google Patents
Diagnosing mechanical properties of machines from vibration signals - compared in frequency domain with pattern signals after fast fourier transformationInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose der mechani schen Eigenschaften von Maschinen, die rotierende Bauteile auf weisen, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to a method for diagnosing the mechani properties of machines that have rotating components point, with the features of the preamble of claim 1.
Eine optimale Ausnutzung von Produktionsanlagen führt dazu, daß dort vorhandene Maschinen sehr stark belastet werden, und als Folge hiervon treten häufiger Schäden und Maschinenausfälle auf. Der Zustand dieser Maschinen (z. B. Pumpen, Kompressoren, Turbinen, Elektromotoren, Ventilatoren und Werkzeugmaschinen) muß daher unabhängig von deren Leistung, Größe und Einsatzart routinemäßig gemessen werden, wobei der zeitliche Trend inter essant ist und eventuell mit Grenzwerten verglichen wird.Optimal utilization of production plants leads to the fact that existing machines there are very heavily loaded, and as As a result, damage and machine failures occur more frequently on. The condition of these machines (e.g. pumps, compressors, Turbines, electric motors, fans and machine tools) must therefore be independent of their performance, size and type of use are routinely measured, with the time trend inter is essential and may be compared with limit values.
Bei einem bekannten Verfahren dieser Art (DE-OS 33 14 005) wird die für den Zustand der Maschinen aussagekräftige Maschinen diagnose durch Trend- und Grenzwertüberwachung der Maschinen schwingungen gelöst. Dieses Verfahren basiert im wesentlichen auf Grenzwertüberwachung von verschiedenen Kenngrößen, die aus der detektierten Maschinenschwingung gewonnen werden.In a known method of this type (DE-OS 33 14 005) the machines that are meaningful for the condition of the machines Diagnosis through trend and limit value monitoring of the machines vibrations solved. This process is essentially based on limit value monitoring of various parameters that come from of the detected machine vibration.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine schnelle und zu verlässige Methode anzugeben, aus routinemäßig gewonnenen Schwingungsbildern typische bekannte Maschinenfehler zu dia gnostizieren. The invention has for its object a quick and to indicate reliable method from routinely obtained Vibration patterns typical known machine errors to dia Gnosticize.
Zur Lösung dieser Aufgabe weist ein Verfahren die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1 auf und ist mit den Merkmalen der Unteransprüche in vorteilhafter Weise weiterzubilden.A method has the features to achieve this object of the characterizing part of claim 1 and has the features to further develop the subclaims in an advantageous manner.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden zunächst sogenannte Fehler- oder Schädigungsbilder, z. B. Korrosion, Ermüdung, Ver schleiß, unsachgemäße Nutzung, Unwucht etc., aus dem Schwin gungsverhalten der Maschine gewonnen und als Mustersignal mit dem Detektionssignal im Frequenzbereich verglichen.So-called Error or damage images, e.g. B. corrosion, fatigue, ver wear, improper use, imbalance etc., from the Schwin behavior of the machine and as a sample signal compared to the detection signal in the frequency domain.
Das Mustersignal wird beispielsweise mit Hilfe eines Beschleu nigungsaufnehmers aufgenommen und als Schwingungsbeschleuni gungssignal zu einem Signalwandler geführt. Dort wird das detektierte Zeitsignal verstärkt und in eine Schwinggeschwin digkeit und/oder einen Schwingweg umgewandelt. Weiter kann also das Mustersignal je nach Bedarf in einer dieser Signalformen benutzt werden. Das analoge Mustersignal wird sodann in vor teilhafter Weise in einem Analog/Digital-Wandler digitalisiert und mittels einer FFT-Transformation (Fast-Fourier-Transforma tion) in die Frequenzebene transformiert. Das somit aus einer Anzahl von Frequenzspektren bestehende Mustersignal kann auf einfache Weise im Speicher eines Digitalrechners abgespeichert werden. Das Detektionssignal wird dagegen regelmäßig während des Betriebes der Maschine erfaßt und mit den abgespeicherten Mustersignalen auf Gleichheit oder Ähnlichkeit untersucht. Auch das Detektionssignal kann in vorteilhafter Weise von einem Beschleunigungsaufnehmer gewonnen werden und auf gleichem Wege wie das Mustersignal verarbeitet werden.The pattern signal is, for example, with the help of an accelerator inclination sensor and recorded as vibration acceleration supply signal led to a signal converter. There it will detected time signal amplified and in a swinging speed and a vibration path. So can continue the pattern signal in one of these signal forms as required to be used. The analog pattern signal is then in front partially digitized in an analog / digital converter and by means of an FFT transformation (Fast Fourier Transforma tion) transformed into the frequency level. That from one Number of frequency spectra existing pattern signal can simply stored in the memory of a digital computer will. The detection signal, however, is regularly during the operation of the machine recorded and with the stored Pattern signals examined for equality or similarity. The detection signal can also advantageously be from one Accelerometers can be obtained and in the same way how the pattern signal is processed.
Im Digitalrechner können die beiden Signale mit Hilfe des er findungsgemäßen Korrelationsverfahrens gemäß Unteranspruch 4 verglichen werden. Der mathematische Zusammenhang zur Erlangung einer Aussage über die Korrelation der beiden Signale ergibt sich hierbei aus dem Matrizenprodukt der einzelnen Korrela tionswerte jedes Verfahrensschrittes. Für den i-ten Korrela tionswert gi gilt: In the digital computer, the two signals can be compared using the correlation method according to the invention. The mathematical relationship for obtaining a statement about the correlation of the two signals results from the matrix product of the individual correlation values of each process step. The following applies to the i-th correlation value g i :
und für den folgenden Wertand for the following value
Die Korrelation zwischen den einzelnen Mustersignalwerten m und Detektionssignalwerten s kann symbolisch auch als KorrelationsproduktThe correlation between the individual sample signal values m and Detection signal values s can also be used symbolically as a correlation product
dargestellt werden.being represented.
Die Erfindung wird anhand der Figuren erläutert, wobeiThe invention is explained with reference to the figures, wherein
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 1 is a block diagram of a circuit arrangement for implementing the method according to the invention,
Fig. 2 und 3 Frequenzspektren der zu untersuchenden Signale, Fig. 2 and 3, frequency spectra of the signals to be investigated,
Fig. 4 bis 6 Ersatzschaltbilder einer Korrelation und Fig. 4 through 6 are equivalent circuit diagrams of a correlation and
Fig. 7 eine weitere Darstellung der Frequenzspektren zeigen. Fig. 7 show a further illustration of the frequency spectra.
In der Fig. 1 ist ein Blockschaltbild zur Auswertung von Mustersignalen M und Detektionssignalen S dargestellt, wobei das Mustersignal M am Eingang der Schaltung das Schwingungs signal einer zu untersuchenden, hier nicht dargestellten Maschine im Zeitbereich darstellt, welches bei vorgegebenen Fehlern bzw. Schädigungen erfaßt worden ist. Das Detektions signal S stellt das laufend im Betrieb der Maschine aufgenom mene Schwingungssignal dar. Beide Signale sind beispielsweise Ausgangssignale von Beschleunigungsaufnehmern, so daß die ent sprechenden Beschleunigungssignale aM(t) bzw. aS(t) die Schwingbeschleunigung im Muster- bzw. Detektionsfall darstel len.In Fig. 1 a block diagram for the evaluation of pattern signals M and detection signals S is shown, wherein the pattern signal M signal, the vibration at the input of the circuit a is to be examined, not shown here machine in the time domain, which have been detected at predetermined errors or damage is. The detection signal S represents the vibration signal continuously recorded during operation of the machine. Both signals are, for example, output signals from accelerometers, so that the corresponding acceleration signals a M (t) or a S (t) are the vibration acceleration in the case of a pattern or detection represent.
In Signalwandlerschaltungen UM und US werden diese Signale je weils in Schwinggeschwindigkeitssignale VM(t) bzw. VS(t) bzw. in Schwingwegsignale SM(t) bzw. SS(t) umgewandelt. Beide Si gnale werden jeweils über einen Analog/Digital-Umsetzer ADM bzw. ADS einer Frequenztransformationsschaltung FFTM bzw. FFTS zugeführt. Zwei beispielhafte Verläufe eines Mustersignals M und eines Detektionssignals S im Frequenzbereich sind unterhalb der Bausteine FFTM bzw. FFTS skizziert. Die Analog/Digital- Wandler ADM und ADS können als Bestandteile eines Digitalrech ners PC, der noch einen Speicher SP und einen Korrelator programmbaustein MEVA aufweist, ausgeführt sein. Das Ausgangs signal des Frequenztransformationsbausteins FFTM wird hierbei in den Speicher SP geladen und dort für die Korrelation mit dem Detektionssignal S zur Verfügung gehalten. Zur Korrelation, die anschließend beschrieben wird, werden das Detektionssignal S und ein abgespeichertes Mustersignal M miteinander verglichen, wobei das Ausgangssignal A das Ergebnis dieser Korrelation dar stellt.In signal converter circuits UM and US, these signals are each converted into vibration speed signals V M (t) or V S (t) or vibration path signals S M (t) or S S (t). Both signals are each fed via an analog / digital converter ADM or ADS to a frequency transformation circuit FFTM or FFTS. Two exemplary courses of a pattern signal M and a detection signal S in the frequency domain are outlined below the blocks FFTM and FFTS. The analog / digital converters ADM and ADS can be designed as components of a digital computer PC, which also has a memory SP and a correlator program block MEVA. The output signal of the frequency transformation module FFTM is loaded into the memory SP and kept there for correlation with the detection signal S. For the correlation, which is described below, the detection signal S and a stored pattern signal M are compared with one another, the output signal A representing the result of this correlation.
Im folgenden wird anhand von Beispielen erläutert, wie die Fehler- bzw. Schädigungsbilder, die als Mustersignale M abge speichert sind, mit jeweils im Betrieb erfaßten Detektions signalen S korreliert und so insgesamt für die Maschinen diagnose verwendet werden.In the following, examples are used to explain how the Error or damage images that abge as pattern signals M are stored, each with detection detected during operation signals S correlated and so overall for the machines diagnosis can be used.
Im linken Teil der Fig. 2 ist eine Folge von Spektrallinien eines Mustersignals M gezeigt, bei denen untersucht werden soll, ob und an welchen Stellen dieses Mustersignal M im rechten Teil, der das Detektionssignal S zeigt, enthalten ist. Wird der Vergleich stückweise vorgenommen, so wird das Muster signal M Abtastwert für Abtastwert am Detektionssignal S vor beigeschoben, und es werden dabei jeweils übereinanderliegende Spektrallinien des Mustersignals M und des Detektionssignals S verglichen. Besteht das Mustersignal M beispielsweise aus n Werten, dann sind nach jeder Verschiebung n Vergleiche erfor derlich; diese können darin bestehen, jeweils das Verhältnis von Detektionssignalwert zu Mustersignalwert zu bilden. Sind alle n Verhältnisse gleich, liegt das gesuchte Mustersignal M in der Signalfolge des Detektionssignals S vor. Die Verhältnis bildung ist relativ aufwendig und führt insbesondere nur dann zum Ziel, wenn der entsprechende Signalabschnitt des Detek tionssignals S bis auf einen konstanten Verstärkungsfaktor exakt mit dem Mustersignal M übereinstimmt. Hierbei muß man davon ausgehen, daß die Signale mehr oder weniger durch addi tive oder nichtlineare Störungen verzerrt sind, d. h., man er hält in der Regel anstelle einer Übereinstimmung eine mehr oder weniger große Ähnlichkeit zwischen Detektionssignal S und Mustersignal M.In the left part of FIG. 2, a sequence of spectral lines of a pattern signal M is shown, in which it is to be examined whether and at which points this pattern signal M is contained in the right part, which shows the detection signal S. If the comparison is carried out piece by piece, the sample signal M is added sample by sample to the detection signal S, and in each case superimposed spectral lines of the sample signal M and the detection signal S are compared. If the pattern signal M consists of n values, for example, then n comparisons are necessary after each shift; these may consist in each case of forming the ratio of the detection signal value to the pattern signal value. If all n ratios are the same, the pattern signal M sought is present in the signal sequence of the detection signal S. The ratio formation is relatively complex and only leads to the goal if the corresponding signal section of the detection signal S corresponds exactly to the pattern signal M up to a constant amplification factor. It must be assumed here that the signals are more or less distorted by additive or nonlinear interference, that is to say, as a rule, instead of a match, a more or less great similarity between the detection signal S and the pattern signal M.
Es ist somit vorteilhaft, für jede Verschiebung aus den betref fenden Detektionssignal- und Mustersignalwerten eine Zahl zu ermitteln, die angibt, wie groß die gerade vorliegende Ähnlich keit ist. Eine derartige Zahl läßt sich dadurch gewinnen, daß nach jeder Verschiebung übereinanderstehende Werte von Muster signal M und Detektionssignal S multipliziert werden und alle Produkte addiert werden.It is therefore advantageous to relocate for each shift provide a number for detection signal and pattern signal values determine how large the present is similar is. Such a number can be obtained by the fact that after each shift, overlapping values of samples signal M and detection signal S are multiplied and all Products are added.
Ein Beispiel für diese Vorgehensweise ist in der Fig. 3 ange geben, wo im oberen Teil das detektierte Signal S mit Spektral linien S1, S2, S3, in der Mitte verschiedene Positionen 1 . . . 5 eines Mustersignals M mit ebenfalls einer Anzahl Spektrallinien relativ zum Detektionssignal S und im unteren Teil das Korre lationsergebnis G mit den einzelnen Korrelationswerten g1 . . . g5 dargestellt sind.An example of this procedure is given in FIG. 3, where in the upper part the detected signal S with spectral lines S 1 , S 2 , S 3 , various positions 1 in the middle. . . 5 of a pattern signal M with likewise a number of spectral lines relative to the detection signal S and in the lower part the correlation result G with the individual correlation values g 1 . . . g 5 are shown.
Das Detektionssignal S nach Fig. 3 enthält in diesem Fall das Mustersignal M und besteht ansonsten nur aus Nullwerten. Sind das Detektionssignal S und das Mustersignal M deckungsgleich, so sind alle Korrelationswerte g1 . . . g5 positiv, und die Summe ist maximal (Gmax). Bei einer Verschiebung aus dieser Posi tion wird die Summe kleiner, weil die Korrelationswerte g1 . . . g5 zum Teil unterschiedliches Vorzeichen bekommen und sich bei der anschließenden Addition größtenteils kompensieren. Für den Idealfall der exakten Übereinstimmung von Detektionssignal S und Mustersignal M arbeitet dieses Verfahren sehr genau. Aber auch wenn die Signalwerte geringfügig vom Sollverlauf abwei chen, zeigt sich die noch weitgehende Ähnlichkeit des Detek tionssignals S mit dem Mustersignal M durch das Fortbestehen des Maximums (Gmax). Dieses kann beispielsweise bei Überschrei ten eines geeignet gewählten Schwellwertes detektiert werden und somit auf die Existenz und die Lage des Mustersignals M im Detektionssignal S geschlossen werden. Die Höhe des Schwell wertes legt dabei fest, bis zu welchem Grad an Ähnlichkeit ein Signalabschnitt im Detektionssignal S noch als eventuell ver zerrtes Mustersignal M gedeutet werden soll.In this case, the detection signal S according to FIG. 3 contains the pattern signal M and otherwise consists only of zero values. If the detection signal S and the pattern signal M are congruent, then all correlation values are g 1 . . . g 5 positive, and the sum is maximum (G max ). With a shift from this position, the sum becomes smaller because the correlation values g 1 . . . g 5 get a different sign in some cases and largely compensate for each other in the subsequent addition. This method works very precisely for the ideal case of the exact match between detection signal S and pattern signal M. But even if the signal values deviate slightly from the target curve, the largely similarity of the detection signal S with the pattern signal M is shown by the persistence of the maximum (G max ). This can be detected, for example, when a suitably chosen threshold value is exceeded, and thus the existence and position of the pattern signal M in the detection signal S can be concluded. The level of the threshold value determines to what degree of similarity a signal section in the detection signal S is still to be interpreted as a possibly distorted pattern signal M.
Der Vorgang des Verschiebens, der Produktbildung und der Addi tion stellen die Verfahrensschritte der Korrelation dar. Fig. 4 zeigt den vorher beschriebenen Vorgang schematisch durch eine Korrelation eines weiteren Detektionssignals S mit einem Mustersignal M.The process of shifting, product formation and addition represent the method steps of the correlation. FIG. 4 shows the process described above schematically by correlating a further detection signal S with a pattern signal M.
Ein weitgehend automatisiertes Korrelationsverfahren beruht darauf, daß das Korrelationsergebnis gleichbleibt, wenn man, anstatt mit dem Mustersignal M am Detektionssignal S entlang zufahren, die Signalfolge des Detektionssignals in umgekehrter Richtung am Mustersignal M entlangschiebt. Man kann z. B. die Folge der Spektralwerte des Detektionssignals S seriell in ein hier nicht näher dargestelltes Schieberegister eingeben und nach jeder Verschiebung die Registerinhalte mit Koeffizienten, die den Mustersignalwerten m gleich sind, multiplizieren und alle Produkte addieren. Dieses Verfahren ist schematisch in Fig. 5 dargestellt.A largely automated correlation method is based on the fact that the correlation result remains the same if, instead of moving along with the pattern signal M along the detection signal S, the signal sequence of the detection signal is shifted along the pattern signal M in the opposite direction. You can e.g. B. enter the sequence of the spectral values of the detection signal S serially into a shift register, not shown here, and after each shift, multiply the register contents by coefficients that are equal to the pattern signal values m and add all products. This process is shown schematically in FIG. 5.
Gemäß der Verfahrensvariante nach Fig. 5 kann nach zwei Alter nativen vorgegangen werden. Entweder die Detektionssignal werte s werden von rechts nach links durch ein Schieberegister geschoben und es werden die Mustersignalwerte m von links nach rechts angeordnet oder es werden die Detektionssignalwerte s in umgekehrter Richtung durch das Schieberegister geschoben und es werden die Mustersignalwerte m ebenfalls umgekehrt angeordnet. Schieberichtung der Detektionssignalwerte s und Anordnung der Mustersignalwerte m sind also stets entgegengesetzt gerichtet; das Korrelationsergebnis G ist in beiden Fällen identisch. Ent hält das einlaufende Detektionssignal S das gesuchte Muster signal M, so tritt das Korrelationsmaximum Gmax dann auf, wenn der entsprechende Signalabschnitt voll im Korrelationsregister steht, d. h., wenn der letzte Wert des Signalabschnitts in das Schieberegister eingelaufen ist.According to the process variant according to FIG. 5, native procedures can be used after two ages. Either the detection signal values s are shifted from right to left by a shift register and the pattern signal values m are arranged from left to right, or the detection signal values s are shifted in the opposite direction by the shift register and the pattern signal values m are also arranged in reverse. The shift direction of the detection signal values s and the arrangement of the pattern signal values m are therefore always directed in opposite directions; the correlation result G is identical in both cases. If the incoming detection signal S contains the desired pattern signal M, the correlation maximum G max occurs when the corresponding signal section is fully in the correlation register, ie when the last value of the signal section has entered the shift register.
Das erläuterte Verfahren läßt sich auf einem herkömmlichen Digitalrechner PC (vgl. Fig. 1), beispielsweise auf einem Personalcomputer, in der Programmiersprache BASIC realisieren. Ein Beispiel für ein solches Programm mit den beiden oben er läuterten Alternativen ist unten angegeben.The method explained can be implemented on a conventional digital computer PC (cf. FIG. 1), for example on a personal computer, in the programming language BASIC. An example of such a program with the two alternatives explained above is given below.
Die Detektionssignalwerte s aus einem Schieberegister SR gemäß Fig. 6 werden bei der Ausführung dieses Programms mit den Mustersignalwerten m eines weiteren Schieberegisters SK korre liert, wobei das Ergebnis im Schieberegister RG abgelegt wird. Bevor ein Signal in ein Eingangsschieberegister SE eingegeben wird, werden die dort bereits gespeicherten Werte um eine Zelle nach rechts bzw. links verschoben (Programmzeilen 50 . . . 70); dabei fällt der "älteste" (ganz rechts bzw. links stehende) Wert heraus. Dann wird der neue Wert eingegeben (Programmzeile 80). Anschließend beginnt die eigentliche Korrelation (Pro grammzeile 100 . . . 120), deren Ergebnis in das Ausgangsregister SG eingeschrieben wird (Programmzeile 130). Das Eingeben der Daten in die Korrelatoranordnung nach Fig. 6 sowie das Ablegen der Ergebnisse wird durch die Schleife mit der Laufvariablen (Programmzeilen 40 . . . 140) vorgenommen.The detection signal values s from a shift register SR according to FIG. 6 are corrected in the execution of this program with the pattern signal values m of a further shift register SK, the result being stored in the shift register RG. Before a signal is entered into an input shift register SE, the values already stored there are shifted one cell to the right or left (program lines 50... 70); the "oldest" value (on the far right or left) is dropped. Then the new value is entered (program line 80). The actual correlation then begins (program line 100... 120), the result of which is written into the output register SG (program line 130). The input of the data into the correlator arrangement according to FIG. 6 and the storage of the results is carried out by means of the loop with the run variable (program lines 40... 140).
Die Korrelation läßt sich zur weiteren Verdeutlichung mathema tisch durch ein Matrizenprodukt wie folgt darstellen. Für den i-ten Korrelationswert gi gilt:For further clarification, the correlation can be represented mathematically by a matrix product as follows. The following applies to the i-th correlation value g i :
und für den folgenden Wertand for the following value
Die Korrelation zwischen den einzelnen Mustersignalwerten m und Detektionssignalwerten s kann symbolisch auch als KorrelationsproduktThe correlation between the individual sample signal values m and Detection signal values s can also be used symbolically as a correlation product
dargestellt werden. being represented.
Ein weiteres Beispiel zur Ausführung des Verfahrens wird anhand der Fig. 7 erläutert, wo oben das Mustersignal M an gegeben ist, auf das die Korrelation einzustellen ist. Ein Korrelator K wird symbolisch durch einen Block dargestellt, in den die Mustersignalwerte m eingezeichnet sind. Diese stimmen mit den Mustersignalwerten m überein, nur sind sie von rechts nach links angeordnet, da das Mustersignal M hier von links eingeschoben wird. Unter dem Korrelator K sind die Eingangs und Ausgangssignale S, G angegeben. Die Eingangssignalfolge besteht hierbei aus einem Mustersignal M und einer Zufallsfolge (beide getrennt durch eine Anzahl von Nullwerten). Am Ausgang des Korrelators K erscheint, sobald das Muster M voll im Kor relator K steht, ein deutliches Maximum. Verläßt der Muster abschnitt den Korrelator K, werden die Werte am Ausgang klei ner. Die anschließende Zufallsfolge ist trotz ihrer größeren Amplitude nicht in der Lage, ein Ausgangssignal zu liefern, welches das Korrelationsmaximum Gmax des Mustersignals M er reicht, d. h., die Zufallsfolge enthält keinen Abschnitt, der mit dem Mustersignal M übereinstimmt.A further example for executing the method is explained with reference to FIG. 7, where the pattern signal M is given above, to which the correlation is to be set. A correlator K is symbolically represented by a block in which the pattern signal values m are drawn. These correspond to the pattern signal values m, only they are arranged from right to left, since the pattern signal M is inserted here from the left. The input and output signals S, G are indicated under the correlator K. The input signal sequence consists of a pattern signal M and a random sequence (both separated by a number of zero values). At the output of the correlator K, a clear maximum appears as soon as the pattern M is fully in the correlator K. If the pattern section leaves the correlator K, the values at the output become smaller. The subsequent random sequence, in spite of its larger amplitude, is not able to provide an output signal which reaches the correlation maximum G max of the pattern signal M, ie the random sequence does not contain any section which corresponds to the pattern signal M.
Die Erfindung ist vor allem bei der Überwachung und Diagnose von Maschinen mit rotierenden Teilen in Produktionsanlagen anwendbar.The invention is particularly useful in monitoring and diagnosis of machines with rotating parts in production plants applicable.
Claims (5)
- - bei dem Schwingungen der rotierenden Bauteile und/oder der gesamten Maschine als Detektionssignal (S) erfaßt werden,
- - When vibrations of the rotating components and / or the entire machine are detected as a detection signal (S),
- - das Detektionssignal (S) mit einem schnellen Frequenztrans formationsverfahren (FFT) aus dem Zeitbereich in den Fre quenzbereich transformiert wird und daß
- - im Frequenzbereich das Detektionssignal (S) mit einem Muster signal (M) verglichen wird und Abweichungen des Detektions signals (S) vom Mustersignal, das bei einem vorgegebenen Normalzustand oder bei bekannten Fehlerbildern gebildet ist, angezeigt werden.
- - The detection signal (S) is transformed with a fast frequency transformation process (FFT) from the time range into the frequency range and that
- - In the frequency range, the detection signal (S) is compared with a pattern signal (M) and deviations of the detection signal (S) from the pattern signal, which is formed in a given normal state or with known error patterns, are displayed.
- - das Mustersignal (M) und das Detektionssignal (S) jeweils als Beschleunigungssignal (aM(t) bzw. aS(t)) aufgenommen werden,
- - sodann jeweils in ein Geschwindigkeitssignal (VM(t), VS(t)) oder ein Wegsignal (SS(t); SM(t)) umgewandelt werden,
- - diese Signale (VM(t), VS(t); SS(t), SM(t)) digitalisiert und in den Frequenzbereich transformiert werden und daß
- - das Mustersignal (M) und das Detektionssignal (S) mit Hilfe eines Korrelatorprogramms in einem Digitalrechner (PC) mit einander verglichen werden.
- the pattern signal (M) and the detection signal (S) are each recorded as an acceleration signal (a M (t) or a S (t)),
- - are then converted into a speed signal (V M (t), V S (t)) or a path signal (S S (t); S M (t)),
- - These signals (V M (t), V S (t); S S (t), S M (t)) are digitized and transformed into the frequency domain and that
- - The pattern signal (M) and the detection signal (S) are compared with one another using a correlator program in a digital computer (PC).
- - eine Anzahl von Mustersignalen (M) bei vorgegebenen Fehler bildern der Maschine ermittelt und in einem Speicher (SP) des Digitalrechners (PC) abgelegt werden.
- - A number of pattern signals (M) are determined for predetermined error images of the machine and stored in a memory (SP) of the digital computer (PC).
- - zur Korrelation die einzelnen Spektralanteile der Frequenz spektren in aufeinanderfolgenden Verfahrensschritten des Mustersignals (M) und des Detektionssignals (S) miteinander multipliziert werden und eine Addition aller so gewonnenen Produkte vorgenommen wird, wobei
- - nach jedem dieser Verfahrensschritte die Spektralanteile entweder des Mustersignals (M) oder des Detektionssignals (S) gegenüber dem jeweils anderen Signal um einen vorge gebenen Betrag (Δf) im Frequenzbereich verschoben werden und die Korrelation jeweils neu durchgeführt wird, so daß sich ein Gesamtkorrelationswert als Ver gleichsergebnis ergibt.
- - For correlation, the individual spectral components of the frequency spectra are multiplied together in successive process steps of the pattern signal (M) and the detection signal (S) and an addition of all products obtained in this way is carried out, wherein
- - After each of these process steps, the spectral components of either the pattern signal (M) or the detection signal (S) are shifted relative to the other signal by a predetermined amount (Δf) in the frequency range and the correlation is carried out anew, so that an overall correlation value is considered Comparison result results.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP89110152 | 1989-06-05 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE4017448A1 true DE4017448A1 (en) | 1990-12-06 |
Family
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE19904017448 Withdrawn DE4017448A1 (en) | 1989-06-05 | 1990-05-30 | Diagnosing mechanical properties of machines from vibration signals - compared in frequency domain with pattern signals after fast fourier transformation |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| DE (1) | DE4017448A1 (en) |
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