FI82555B - Foerfarande foer observering av operationen hos ett cykliskt roerligt, kraftalstrande eller kraftoeverfoerande element och anordning foer observering av operationen hos ett dylikt element. - Google Patents

Description

1 82555

Menetelmä syklisesti liikkuvan, tehoa kehittävän tai tehoa välittävän elementin toiminnan tarkkailemiseksi ja laite tällaisen elementin toiminnan tarkkailemiseksi 5

Esillä oleva keksintö liittyy menetelmään ja laitteeseen syklisesti liikkuvan, tehoa kehittävän tai tehoa välittävän elementin toiminnan tarkkailemiseen.

10 Useissa eri käyttötarkoituksissa tehoa kehittä vä tai tehoa välittävä elementti suorittaa syklistä liikettä, toisin sanoen kiertoliikettä tai edestakaista liikettä. Tehoa kehittävä tai tehoa välittävä elementti voi olla moottori, höyrykone, generaattori, hammas-15 välitysvivusto, voimansiirtoakseli tai vastaava. On hyvin tunnettua alalla järjestää liikeanturi, kuten optinen anturi, magneettinen tai mekaaninen anturi elementtiin tai sen viereen, jotta tehdään mahdolliseksi määrittää liikkuuko elementti vai ei ja määrittää halutta-20 essa elementin syklinen taajuus. Yhteistä näille liike-anturisovellutuksille on se tosiseikka, että liikkeen ilmaisu palvelee ainoastaan elementin tai sen pisteen liikkeen tarkkailutarkoitusta.

Vastakohtana hyvin alalla tunnetulle syklisesti 25 liikkuvan elementin liikkeen tarkkailulle tai sen pisteen liikkeen tarkkailulle esillä oleva keksintö perustuu sen tajuamiselle, että syklisesti liikkuvan, tehoa kehittävän tai tehoa välittävän elementin toimintaa voidaan tarkkailla tarkkailemalla ainakin yhden elemen-30 tin pisteen liikettä, koska elementin pisteen liikkeen tarkkailusta johdettu informaatio luontaisesti sisältää informaatiota koskien tehoa kehittävän tai tehoa välittävän elementin toimintaa.

Esillä olevan keksinnön opetusten mukaisesti 2 82555 on muodostettu menetelmä syklisesti liikkuvan, tehoa kehittävän tai tehoa välittävän elementin toiminnan tarkkailemiseksi tarkkailemalla ainakin sen yhden pisteen liikettä, joka menetelmä käsittää seuraat vai-5 heet: (a) elementin ensimmäisen ja toisen pisteen syklisen liikkeen tarkkaileminen kehittämällä ensimmäinen ajan suhteen muuttuva mittaussignaali, joka edustaa ensimmäisen pisteen ainakin yhtä täyttä llike- 10 sykliä, ja toinen ajan suhteen muuttuva mittaussignaali, joka edustaa toisen pisteen ainakin yhtä täyttä liikesykliä, (b) ensimmäisen ja toisen pisteen liike-eroa edustavan ajan suhteen muuttuvan erosignaalin kehittä- 15 minen ensimmäisestä ja toisesta ajan suhteen muuttuvas ta signaalista, (c) ajan suhteen muuttuvan vertailusignaalin muodostaminen, joka vertailusignaali edustaa normaalia tai epänormaalia toimintatilaa, ja ajan suhteen muuttu- 20 van vertailusignaalin tallentaminen muistivälineeseen ja (d) ajan suhteen muuttuvan erosignaalin ja ajan suhteen muuttuvan vertailusignaalin vertaaminen siten, että määritetään suorittaako elementti normaalia tai 25 epänormaalia toimintaa määrittämällä ylittääkö mikään poikkeama ajan suhteen muuttuvan erosignaalin ja normaalia toimintatilaa edustavan ajan suhteen muuttuvan vertailusignaalin välillä ennalta määrätyn rajan tai vastaavasti tunnistamalla ajan suhteen muuttuva erosig- 30 naali ajan suhteen muuttuvaksi vertailusignaaliksi, joka edustaa epänormaalia toimintatilaa.

Periaatteessa uskotaan, että elementin pisteen liikkeen tarkkailusta johdettu informaatio on peräisin siitä tosiseikasta, että mikä tahansa tehoa kehittävä

II

3 82555 tai tehoa välittävä elementti on jossain määrin elastinen ja näin muodoin deformoituu elastisesti, kun siihen kohdistetaan fyysisiä rasituksia, kuten liikettä kiihdyttäviä voimia, kitkavoimia jne.

5 Esillä olevassa yhteydessä termi "epäsäännölli syys" ilmaisee, että elementin toiminta määritettynä vertaamalla ensimmäistä vertailusignaalia ja mittaussignaalia eroaa elementin vertailuliikkeestä, jota ensimmäinen vertailu signaali edustaa.

10 Esillä olevassa yhteydessä termi "signaali" il maisee minkä tahansa analogisen tai digitaalisen esityksen yhdestä ainoasta fysikaalisesta tapahtumasta tai useista fysikaalisista tapahtumista tai niiden sekvenssistä, kuten jännitteen tai virran yksi ainoa arvo, 15 Jännite- tai virta arvojen sekvenssi tai jono, esimerkiksi numeerisena esityksenä jne.

Ensimmäinen vertailusignaali ja muu vertailu-signaali voivat esillä olevan keksinnön periaatteiden mukaisesti olla muodostetut mallin pohjalta, joka simu-20 loi vastaavasti elementin vertailuliikettä ja elementin epäsäännöllistä toimintaa, toisin sanoen sopivan generaattorivälineen avulla, kuten jännite- tai virta-generaattorivälineen avulla, joka muodostaa digitaalisia tai analogisia signaaleja ja toimii yhdessä simu-25 lointia ohjaavan välineen, kuten tietokonevälineen kanssa. Siten vertailusignaali voi esillä olevan keksinnön yhdessä suoritusmuodossa olla muodostettu yhdistelmänä signaalista, joka edustaa tehoa kehittävällä elementillä kehitettyä vääntömomenttia tai vääntö-30 momenttia, joka on syötetty tehoa välittävään elementtiin, ja elementin vastesiirtofunktiosta. Vaihtoehtoisesti ensimmäinen vertailusignaali ja muu vertailu-signaali voivat olla muodostetut empiirisesti, toisin sanoen vertailusignaalit voivat olla muodostetut mit- 4 82555 taussignaaleina.

Jotta tehdään mahdolliseksi vertailusignaalln tai vertailusignaalien muodostaminen empiirisesti keksinnön mukainen menetelmä voi edelleen käsittää vai-5 heen: (e) vaiheessa (b) kehitetyn ajan suhteen muuttuvan erosignaalin tallentaminen muistivälineeseen.

On korostettava, että esillä olevan keksinnön konsepti edelleen tekee mahdolliseksi päivittää vertai-10 lusignaali tai signaalit sen informaation perusteella, joka on johdettu vertailusignaalista, joka on tallennettu muistivälineeseen, toisin sanoen muuttaa ensimmäistä ja muuta vertailusignaalia mittaussignaalien perusteella. Edelleen ensimmäinen ja muut vertailusignaa-15 lit voidaan päivittää mittaustulosten perusteella, toi sin sanoen mittaussignaalien, jotka on muodostettu tarkkailemalla eri mutta kuitenkin verrattavissa olevan tai samanlaisen tehoa kehittävän tai tehoa välittävän elementin toimintaa, kuten identtisen tai periaatteessa 20 identtisen rakenteen omaavan eri koneen tai vastaavan toimintaa.

Joissakin sovellutuksissa tehoa kehittävällä tai tehoa välittävällä elementillä voi olla piste, joka suorittaa vakiota tai vakaata liikettä, kun kyseessä 25 oleva piste on kytketty liikkeen vaihtelua tasaavaan komponenttiin, kuten suuren inertian omaavaan komponenttiin, esimerkiksi juoksupyörään, suurimassaiseen komponenttiin tai vastaavaan. Tämän seurauksena mittaussignaali, joka edustaa toisen pisteen todellista 30 liikettä voi edelleen edustaa erosignaalia, koska mainittu yksi elementin piste jatkuvasti suorittaa pisteen vertailuliikettä.

Esillä oleva keksintö liittyy edelleen laitteeseen syklisesti liikkuvan, tehoa kehittävän tai tehoa li s 82555 välittävän elementin toiminnan tarkkailemiseksi tarkkailemalla ainakin sen yhden pisteen liikettä, joka laite käsittää: (a) ensimmäisen ja toisen liikkeen ilmaisevan 5 välineen ensimmäisen ajan suhteen muuttuvan mittaussignaalin kehittämiseksi, joka edustaa ensimmäisen pisteen ainakin yhtä täyttä liikesykliä, ja toisen ajan suhteen muuttuvan mittaussignaalin kehittämiseksi, joka edustaa toisen pisteen ainakin yhtä täyttä liikesykliä, 10 (b) erovälineen ensimmäisen ja toisen pisteen liikkeiden eroa edustavan ajan suhteen muuttuvan ero-signaalin kehittämiseksi ensimmäisestä ja toisesta ajan suhteen muuttuvasta mittaussignaalista, (c) muistivälineen normaalia tai epänormaalia 15 toimintatilaa edustavan ajansuhteen muuttuvan vertailu-signaalin tallentamiseksi ja (d) komparaattorivälineen ajan suhteen muuttuvan erosignaalin ja ajan suhteen muuttuvan vertailu-signaalin vertaamiseksi siten, että määritetään suorit- 20 taako elementti normaalia tai epänormaalia toimintaa määrittämällä ylittääkö mikään poikkeama ajan suhteen muuttuvan erosignaalin ja normaalia toimintatilaa edustavan ajan suhteen muuttuvan vertailusignaalin välillä ennalta määrätyn rajan tai identifioimalla ajan suh-25 teen muuttuva erosignaali epänormaalia toimintatilaa edustavaksi ajan suhteen muuttuvaksi vertailusignaa-liksi.

Esillä olevan keksinnön yhdessä erittäin tärkeässä piirteessä elementti on pyörivä osa ja ensimmäi-30 nen ja toinen piste ovat aksiaalisesti erillään pyörivää osaa pitkin. Elementti voi käsittää koneen, kuten polttomoottorin, pyörivän akselin, mainittuun koneeseen kytketyn pyörivän akselin, generaattorin tai sen akselin tai siihen kytketyn akselin, hammasvälitysvivuston 6 82555 tai vaihdelaatikon tai sen akselin tai siihen kytketyn akselin tai vastaavan. Kuitenkin keksinnön mukaisen menetelmän edullisessa suoritusmuodossa pyörivä osa on polttomoottorin pyörivä akseli.

5 Elementin ensimmäinen ja toinen piste voivat keksinnön mukaisesti olla järjestetyt pyörivän osan pyörivälle akselille. Kuitenkin maksimaalisen informaation muodostamiseksi koskien osan vääntö- ja taivutus-liikkeitä, mittaussignaalit on edullisesti muodostettu 10 pyörivän liikkeen ilmaisevan välineen avulla, joka on järjestetty säteettäisesti sivuun pyörivän osan pyörivän akselin suhteen.

Koska pyörivä akseli voi edelleen suorittaa epäkeskeisiä liikkeitä osan pyörivän akselin suhteen 15 mittaussignaalit on edullisesti muodostettu pyörimisliikkeen ilmaisevan laitteiston avulla, joka käsittää vähintään kaksi yksittäistä ilmaisinlaitetta järjestettyinä erilleen edullisesti diametriaalisesti vastakkain pyörivän osan pyörivän akselin suhteen, koska 20 informaatio, toisin sanoen mittaussignaalit, jotka on muodostettu pyörimisliikkeen ilmaisevan laitteiston yksittäisten ilmaisinlaitteiden avulla, luontaisesti käsittää informaation koskien pyörivän osan mitä tahansa epäkeskistä liikettä tai mitä tahansa yksittäi-25 sen ilmaisinlaitteen asetuksen epäkeskistä sivuun- asetusta pyörivän osan suhteen. Tämän seurauksena pyörivän osan mikä tahansa epäkeskinen liike voidaan havaita ja yksittäisten ilmaisinlaitteiden järjestelyn epäkeskinen sivuunasetus pyörivän osan suhteen voidaan 30 kompensoida.

Esillä olevaa keksintöä kuvataan nyt edelleen viitaten piirustuksiin, joissa kuvio 1 on yleinen kaaviokuva esillä olevan keksinnön tarkkailukonseptin perussuoritusmuodosta, 35

II

7 82555 kuvio 2 on yleinen kaaviokuva kehittyneemmästä suoritusmuodosta verrattuna kuvion 1 suoritusmuotoon, kuviot 3, 4, 5 ja 6 ovat kaaviokuvia ja perspektiivikuvia keksinnön mukaisen signaaleja kehittävän laitteen 5 neljästä suoritusmuodosta, kuviot 7 ja 8 ovat diagrammeja, jotka esittävät mittausvasteita, jotka on muodostettu koestuspenkkijärjestelyn avulla, kuvio 9 on kaaviollinen kuva esillä olevan keksin-10 non mukaisen signaaleja kehittävän järjestelyn suoritusmuodosta, kuvio 10 on diagrammi, joka esittää polttomoottorin, dieselmoottorin, yhden ainoan sylinterin kaksi mittausvastekäyrää, 15 kuvio 11 on kaaviollinen ja osittain leikkauskuva signaaleja kehittävien laitteiden kolmesta eri suoritusmuodosta järjestettyinä suuren polttomoottorin kampiakselille, kuvio 12 on tasokuva keksinnön mukaisen signaaleja 20 kehittävän laitteen koodauskiekon toisesta suoritusmuodosta , kuviot 12a, 12b ja 13 ovat osittaisia tasokuvia, jotka esittävät kuviossa 12 esitetyn koodauskiekon toisen suoritusmuodon yksityiskohtia, 25 kuvio 14 on perspektiivikuva koodausliuskan tällä hetkellä edullisesta suoritusmuodosta ja koodausliuskan kanssa yhdessä toimivan koodauslaitteen tällä hetkellä edullisesta suoritusmuodosta, kuvio 15 on lohkokaavio tai vuokaavio keksinnön 30 mukaisen laitteen tällä hetkellä edullisesta suoritusmuodosta käsittäen joukon koneyksiköitä, jotka vastaanottavat mittaussignaalit useilta kuviossa 4 esitetyn suoritusmuodon koodauslaitteilta ja toimivat yhdessä analyysiyksikön kanssa, 35 kuvio 16 on yksityiskohtaisempi lohkokaavio kuvios sa 5 esitetyn laitteen yhdestä koneyksiköstä, 8 82555 kuvio 17 on yksityiskohtaisempi lohkokaavio kuviossa 15 esitetyn laitteen analyysiyksiköstä, ja kuvio 18 on yhden ainoan koneyksikön ja analyysi-yksikön signaaleja käsittelevän osan vuokaavio esittäen 5 vastaavasti koneyksikön ja analyysiyksikön yksittäisten lohkojen yksittäisen signaalin käsittelyvaiheet.

Kuviossa 1 on esitetty kokonaiskaaviokuva laitteen perussuoritusmuodosta syklisesti pyörivän, tehoa kehittävän tai tehoa välittävän laitteen 10 toiminnan tarkkai-10 lemiseksi esillä olevan keksinnön periaatteiden mukaisesti. Laitteessa 10 on läpikulkeva akseli 12, joka alkaa laitteen 10 ensimmäisestä ja toisesta päästä. Läpikulkevan akselin 12 ensimmäiseen päähän ja toiseen päähän on sovitettu vastaavasti ensimmäinen koodauslaite 14 ja toinen 15 koodauslaite 16. Periaatteessa koodauslaitteet 14 ja 16 ovat rakenteeltaan identtisiä ja sovitetut muodostamaan informaatiota vastaavasti akselin ensimmäisen pään ja toisen pään pyörimisliikkeestä. Ensimmäinen ja toinen koodauslaite 14 ja 16 vastaavasti, joita kuvataan yksityis-20 kohtaisemmin alla käsittävät pyörivät osat 18 ja 20 vastaavasti, jotka on asennettu pyörivälle läpikulkevalle akselille ja jotka pyörivät sen myötä, ja kiinteät osat 22 ja 24 vastaavasti, jotka on järjestetty vastaavasti niiden kanssa yhdessä toimivien pyörivien osien 18 ja 20 25 viereen ja jotka kehittävät mittaussignaalit, jotka edustavat akselin todellista pyörimistilaa akselin pituussuunnassa sijaitsevissa paikoissa, jotka vastaavat vastaavasti pyörivien osien 18 ja 20 paikkoja.

Mittaussignaalit, jotka on kehitetty vastaavasti 30 koodauslaitteiden 14 ja 16 kiinteillä osilla 22 ja 24 syötetään differentiaalivälineeseen 26, joka kehittää erosignaalin, joka edustaa ensimmäisen koodausvälineen 14 kehittämän mittaussignaalin ja toisen koodauslaitteen 16 kehittämän mittaussignaalin välistä eroa. Riippuen mittaus-35 signaalien kulloisestakin tyypistä mittaussignaalien *. ollessa joko digitaalisia tai analogisia signaaleja, jotka 9 82555 voivat edustaa vastaavasti koodauslaitteiden 14 ja 16 pyörivien osien 18 ja 20 todellisia pyörimisasentoja tai kehäasentoja, vastaavasti koodauslaitteiden 14 ja 16 pyörivien osien 18 ja 20 todellisia pyörimis- tai kehänopeuk-5 siä, tai vastaavasti koodauslaitteiden 14 ja 16 vastaavien pyörivien osien 18 ja 20 pyörimis- tai kehäkiihty-vyyttä, differentiaaliväline 26 on varustettu niiden periaatteiden mukaisesti, jotka tunnetaan hyvin signaalinkäsittelyn tai datankäsittelyn alueella ja muodostaa eron, 10 joka edustaa pyörivien osien 18 ja 20 pyörimis- tai kehä-asentojen, pyörimis- tai kehänopeuksien tai pyörimis- tai kehäkiihtyvyyksien analogista tai digitaalista eroa suhteessa koodauslaitteiden 14 ja 16 kiinteisiin osiin 22 ja 24 vastaavasti. Kuten alalla hyvin tunnetaan signaalin-15 käsittelyväline, kuten suodatinväline, differentiointi-tai integrointiväline, analogiadigitaalimuunninväline, digitaalianalogiamuunninväline, näytteytys ja/tai uudel-leennäytteytysväline, jne., voidaan kytkeä koodauslaitteiden 14 ja 16 ja differentiointivälineen 26 vastaavien 20 sisääntulojen väliin.

Differentiointivälineen 26 ulostulo on kytketty lohkon 28 sisääntuloon, joka muodostaa analogisen tai digitaalisen signaalienkäsittelyvälineen ja joka näin ollen käsittelee erosignaalia, joka on syötetty differen-25 tiointivälineestä 26 hyvin tunnettujen analogisten tai digitaalisten signaalinkäsittelyperiaatteiden mukaisesti, kuten vahvistus, suodatus, derivointi, integrointi, näytteytys, uudelleennäytteytys, analogiadigitaalimuunto, digitaalianalogiamuunto, jne. Lohkon 28 ulostulo on kyt-30 ketty lohkon 30 sisääntuloon, joka muodostaa muistivälineen mittauserosignaalin tallentamiseksi, joka on syötetty signaalinkäsittelylohkosta 28 ja edelleen differentiointi-välineestä 26 ja on edelleen kytketty kytkinvälineen 32 kautta lohkon 34 sisääntuloon, joka muodostaa tallennus-35 välineen mittauserosignaalin tallentamiseksi, joka on ; syötetty signaalienkäsittelylohkosta 28 edellyttäen että 10 82555 kytkinväline 32 on aktivoitu. Mittauserosignaali, joka on tallennettu lohkoon 34 muodostaa vertailuerosignaalin. Lohko 34 voi vaihtoehtoisesti tallentaa eri signaalin, joka on alunperin kehitetty mallista, joka edustaa lait-5 teen 10 toimintaa ja joka on päivitetty tai modifioitu mittauserosignaalilla, joka on syötetty signaalienkäsit-telylohkosta 34. Vertailuerosignaali syötetään lohkon 34 ulostulosta komparaattorilohkon 36 vertailusisääntuloon, jonka vertailusisääntulo on kytketty lohkon 30 ulostuloon. 10 Komparaattorilohkossa 36 todellista mittauserosignaalia, joka on syötetty mittauserosignaalin muistilohkosta 30, verrataan vertailuerosignaaliin, joka on tallennettu vertailuerosignaalin muistilohkoon 34. Edellyttäen, että mittauserosignaali, joka on syötetty komparaattorilohkon 15 36 vertailusisääntuloon ei poikkea vertailuerosignaalista, joka on syötetty komparaattorilohkon 36 vertailusisääntuloon ennalta määrättyä rajaa enempää, komparaattori-lohko 36 syöttää hyväksymis- tai ei poikkeamaa-signaalin ulostulostaan tai vaihtoehtoisesti ei lainkaan signaalia. 20 Siinä tapauksessa, että mittauserosignaali poikkeaa vertailuerosignaalista ennalta määrättyä rajaa enemmän, hylkäys- tai poikkeamasignaali syötetään komparaattorilohkon 36 ulostulosta.

Komparaattorilohkon 36 ulostulosignaali syötetään 25 muuntolohkon 38 sisääntuloon, joka syöttää ulostulostaan epäsäännöllisen signaalin ilmaisinlohkolle 40 edellyttäen, että hylkäys- tai poikkeamasignaali on vastaanotettu lohkon 38 sisääntuloon.

Yksittäiset lohkot 28, 30, 34, 36, 38 ja 40 voivat 30 ilmeisesti olla toteutetut usein eri tavoin ja lohkosta 38 ilmaisulohkoon 40 syötetyn epäsäännöllisen signaalin esitys voi ilmeisesti olla sovitettu erityisiin ilmaisu-vaatimuksiin, kuten visuaalinen tai ääni-ilmaisu, paikallinen tai etäisilmaisu, jne. Edelleen, kuten kuvataan alla 35 viitaten kuvioon 2 ja kuvioihin 15-18, datan tai signaalin tietojenkeruuväline voi olla sisällytetty kuviossa 1 esi-

II

11 82555 tettyjen eri laitteiden, välineiden ja lohkojen syöttämien signaalien nauhoitusta varten, toisin sanoen diffe-rentiointivälineen 26 sisääntulosignaalien, differentioin-tivälineen 26 ulostulosignaalin, signaalinkäsittelylohkon 5 28 ulostulosignaalin, vastaavasti mittauserosignaalin muistilohkon ja vertailuerosignaalin muistilohkon 34 ulostulosignaalien, komparaattorilohkon 36 poikkeama/ ei poikkeamaa-ulostulosignaalin ja muuntolohkon 38 epä-säännöllisyys/ei epäsäännöl1isyyttä-ulostulosignaalin 10 nauhoittamiseksi.

On ymmärrettävä, että termi "signaali" tarkoittaa mitä tahansa yhden fysikaalisen tapahtuman tai useiden fysikaalisten tapahtumien mitä tahansa analogista tai digitaalista esitystä, kuten jännitteen tai virran yksit-15 täistä arvoa, jännitearvojen jonoa tai sekvenssiä, esimerkiksi numeerisena esityksenä, jne.

Kuviossa 2 on esitetty kehittyneempi suoritusmuoto laitteesta polttomoottorin 50 toiminnan tarkkailemiseksi esillä olevan keksinnön periaatteiden mukaisesti. Poltto-20 moottori 50 käsittää neljä sylinteriä, joita on merkitty vastaavasti 52, 53, 54 ja 55. Polttomoottorin 50 läpikulkeva kampiakseli 56 ulottuu moottorin ensimmäisestä tai vasemmanpuoleisesta päästä moottorin toiseen, oikeanpuoleiseen päähän. Moottorin 50 ensimmäiseen päähän on sovi-25 tettu ensimmäinen koodauslaite 58, joka on periaatteessa identtinen kuvion 1 koodauslaitteen 14 kanssa ja moottorin 50 toiseen päähän on sovitettu toinen koodauslaite 59, joka on periaatteessa identtinen kuvion 1 toisen koodaus-laitteen 16 kanssa.

30 Koodauslaitteet 58 ja 59 kehittävät mittaussignaa leja, kuten analogisia tai digitaalisia signaaleja tai signaalien jonoja tai sekvenssejä, jotka edustavat kampi-akselin pyörimis- tai kehäasentoa tai sen johdannaisia, edustavat kampiakselin pyörimis- tai kehäasentoa, kampi-35 akselin pyörimis- tai kehänopeutta tai kampiakselin pyörimis- tai kehäkiihtyvyyttä vastaavasti ensimmäisen koodaus- i2 82555 laitteen 58 ja toisen koodauslaitteen 59 kohdalla.

Etäälle ensimmäisestä koodauslaitteesta kampiakselille 56 on sovitettu kolmas koodauslaite 60. Näin ollen, kuten alla kuvataan yksityiskohtaisemmin, ensimmäinen 5 koodauslaite 58 ja kolmas koodauslaite 60 muodostavat mittaussignaaleja, joista tehoa välittävän kampiakselin osan toiminta, joka osa on sovitettu ensimmäisen koodaus-laitteen 58 ja kolmannen koodauslaitteen 60 väliin voidaan määrittää esillä olevan keksinnön periaatteiden mukai-10 sesti.

Vaihdelaatikko 62 on sovitettu toisen koodauslaitteen 59 oikealle puolelle. Kuten kuviosta 2 ilmenee, kampiakseli 56 ulottuu vaihdelaatikon 62 läpi, josta vaihdelaatikon akseli 64 ulottuu yksi- tai kolmivaihei-15 seen tehogeneraattoriin 66. Vaihdelaatikko 62 muuttaa kampiakselin 56 alhaisen pyörimisnopeuden vaihdelaatikon akselin 64 korkeaksi pyörimisnopeudeksi. Yhden tai useamman jännitevaiheen jännitevaihtelu, jotka on syötetty tehogeneraattorilta 66 sisältää informaatiota koskien vaih-20 delaatikon akselin 64 pyörimistä sen kehäaseman, kehä-nopeuden ja kehäkiihtyvyyden suhteen.

Koodauslaitteilta 58, 59 ja 60 ja generaattorilta 66 pyörimisliikettä edustavat mittaussignaalit, jotka niissä on kehitetty, syötetään signaalinkäsittelylaitteen • 25 differentiaaliseen sisääntulo- ja kytkentälohkoon 68, joka periaatteessa vastaa kuviossa 1 esitettyjä lohkoja 26 ja 28. Kuten on ilmeistä esillä olevan keksinnön perusperiaatteiden yllä olevasta kuvauksesta, differentiaalinen sisääntulo- ja kytkentälohko 68 kehittää erosignaalin, 30 joka edustaa kahden mittaussignaalin kehityslaitteen kehittämien mittaussignaalien välistä eroa, toisin sanoen koodauslaitteiden 58, 59 ja 60 ja generaattorin 66 kehittämien mittaussignaalien eroa. Differentiaalisesta sisääntulo- ja kytkentälohkosta 68 erosignaali, jota käsitellään 35 yksityiskohtaisemmin alla, kytketään ensimmäiseen, toiseen ja kolmanteen lohkoon, joita on vastaavasti merkitty 72, 74 ja 76.

is 82555

Ensimmäinen lohko 72 käsittää ensimmäisen vertailu-signaalin muistilohkon, toisin sanoen lohkon, joka periaatteessa vastaa kuviossa 1 esitettyä lohkoa 34 ja toinen lohko 74 muodostaa toisen vertailusignaalin muistilohkon, 5 joka myös periaatteessa on identtinen kuviossa 1 esitetyn lohkon 34 kanssa. Lohko 76 muodostaa kolmannen mittaussignaalin muistilohkon, toisin sanoen lohkon, joka periaatteessa vastaa kuviossa 1 esitettyä lohkoa 30. Ensimmäiseen ja toiseen vertailuerosignaalin muistilohkoon 72 10 ja 74 tallennetaan vastaavasti ensimmäinen ja toinen verta iluerosignaali . Ensimmäinen vertailuerosignaali on vertailuerosignaali, joka edustaa polttomoottorin 50 itsensä vertailuliikettä, toisin sanoen vertailuerosignaali, joka on muodostettu, kuten yllä on kuvattu viitaten ku-15 vioon 1, mallista, joka edustaa polttomoottorin 50 toimintaa tai vaihtoehtoisesti mittaussignaaleista, jotka on syötetty vastaavasti ensimmäiseltä ja toiselta koodaus-laitteelta 58 ja 59 kun taas toinen vertailuerosignaali on signaali, joka edustaa ensimmäisen ja kolmannen koodaus-20 laitteen vastaavasti 58 ja 60 välisen kampiakselin osan vertailuliikettä ja joka on myös muodostettu mallista, joka edustaa tämän kampiakselin osan toimintaa tai vaihtoehtoisesti mittaussignaaleista, jotka on syötetty ensimmäiseltä ja kolmannelta koodauslaitteelta vastaavasti 58 25 ja 60. Vaihtoehtoisesti toinen vertailuerosignaali voi edustaa vaihdelaatikon 62 vertailuliikettä, toisin sanoen vertailuerosignaalia, joka on muodostettu mallista, joka edustaa vaihdelaatikon 62 toimintaa tai vaihtoehtoisesti mittaussignaaleista, jotka on kehitetty toisella koodaus-30 laitteella 59 ja generaattorilla 66. Koska differentiaalinen sisääntulo- ja kytkentälohko 68 käyttää mittaussignaaleja, jotka on syötetty periaatteessa identtisiltä koodaus-laitteilta 58, 59 ja 60 ja edelleen generaattorilta 66, lohko edelleen sisältää signaalimuuntimen tai signaalin-35 käsittelyvälineen koodauslaitteilta ja generaattorilta 66 identtiselle rakenteelle syötetyn mittaussignaalin muuttamiseksi tai käsittelemiseksi.

14 82 555

Kuviossa 2 esitetty laite käsittää edelleen keskusyksikön (CPU) 78, joka sisältää komparaattorivälineen, joka periaatteessa vastaa kuviossa 1 esitettyä komparaat-torilohkoa 36. CPU 78 on osoitettavissa näppäimistöltä 80, 5 vastaanottaa epäsäännöllisyysvertailusignaalit epäsäännöllisen signaalin muistilohkolta 82 liitännän 84 kautta ja vastaanottaa edelleen informaatiota koskien eri toiminnallisia parametreja, kuten turboahtimen pyörimisnopeutta, jäähdytyslämpötilaa, jne. toimintaparametrien sisääntulo-10 lohkolta 70. CPU:11a 78 on ulostulo kytkettynä näyttöön tai monitoriin 76 ja edelleen ulostulot kytkettyinä häly-tyslohkoihin 88 ja 90.

Kuviossa 2 esitetyn laitteen ensimmäisessä toimintatilassa tarkkaillaan itse koneen 50 toimintaa. Näin 15 ollen differentiaalinen sisääntulo- ja kytkentälohko 68 kytkee eromittaussignaalin, joka on kehitetty mittaussignaaleista, jotka on syötetty ensimmäiseltä ja toiselta koodauslaitteelta vastaavasti 58 ja 59 lohkoon 76. Lohkosta 76 mittauserosignaali syötetään CPU:lie 78, joka 20 myös vastaanottaa ensimmäisen vertailuerosignaalin ensimmäiseltä vertailuerosignaalin muistilohkolta 72. CPU:n : 78 komparaattorivälineessä mittauserosignaalia ja vertai- luerosignaalia vastaavasti lohkoilta 76 ja 72 verrataan ja tämän vertailun perusteella CPU päättää, ylittääkö ; 25 näiden kahden signaalin välinen poikkeama, jos sellainen on, ennalta määrätyn hyväksyttävän rajan. Edellyttäen, että vertailuerosignaalin ja mittauserosignaalin välinen poikkeama on ennalta määrätyn hyväksyttävän rajan sisällä CPU 78 jatkaa toimintaansa ja etenee seuraavan mittaus-30 erosignaalin, joka on syötetty lohkolta 76 ja vertailuerosignaalin, joka on tallennettu 72 seuraavaan vertailuun ja niin edelleen. Siinä tapauksessa, että moottorin 50 toimintatapa muuttuu, lohko 70, joka vastaanottaa informaatiota siihen liittyviltä antureilta, kuten lämpötila-35 ja paineanturit ja syöttää informaatiota koskien tunnustellun toimintaparametrin tai parametrien vaihteluista ib 82555 CPU:lie ja CPU 78 modifioi vertailuerosignaalia, joka on vastaanotettu lohkolta 72 toimintaparametrien tai parametrien muutoksen mukaisesti, jota ohjataan CPU:n sisäisellä vertailumodifikaatio-ohjelmalla. Siinä tapauksessa, 5 että vertailuerosignaalin, joka on syötetty lohkolta 72 ja haluttaessa modifioitu ja mittauserosignaalin vertailu, joka on syötetty lohkolta 76, johtaa ennalta määrätyn, hyväksyttävän rajan ylittävään poikkeamaan, CPU 78 osoittaa epäsäännöllisen signaalin muistilohkon 82 liitännän 10 84 kautta ja vertaa todellista mittauserosignaalia, joka on syötetty lohkolta 76 lohkon 82 eri epäsäännöllisyys-signaaleihin, jotka ovat haluttaessa modifioituja CPU:11a 78 sen informaation mukaisesti, joka on syötetty lohkolta 70. Siinä tapauksessa, että CPU 78 identifioi mittausero-15 signaalin epäsäännöllisyyden, hälytyslohko, joka identifioi kyseisen epäsäännöllisyyden, toisin sanoen toinen hälytys-lohkoista 88 ja 90 osoitetaan ilmoittamaan paikallisesti tai etäälle moottorin käyttäjille epäsäännöllisyydestä, joka on identifioitu.

20 Koska CPU 78 jaksottaisesti vertaa mittausero- signaaleja, jotka oli syötetty lohkosta 76 ja vertailuerosignaalia, joka oli syötetty lohkolta 72 ja haluttaessa modifioitu sen informaation mukaisesti, joka on syötetty lohkolta 70, todellinen mittauserosignaali näytetään 25 käyttäjälle näytön 86 avulla. Koska operaattori tuntee normaalin mittauserosignaalivasteen, operaattori voi jatkuvasti tarkkailla moottorin toimintaa ja edelleen tapauksessa, jossa monitorilla 86 näytetty vaste näyttää epätavalliselta suorittaa mitä tahansa varotoimia, joita 30 hän katsoo tarvittavan. Siten operaattori voi näppäimistön 80 kautta käskeä CPU:ta 78 suorittamaan vertailun mittauserosignaalin ja epäsäännöllisyyssignaalin välillä, jotka on tallennettu lohkoon 82 tai vaihtoehtoisesti saada CPU 78 tallentamaan todellinen mittauserosignaali epäsäännöl-35 lisyyssignaalina lohkoon 82. Toisessa toimintatilassa : differentiaalinen sisääntulo- ja kytkentälohko 68 kehittää is 82555 mittauserosignaalin mittaussignaaleista, jotka on syötetty ensimmäiseltä ja kolmannelta koodauslaitteelta vastaavasti 58 ja 60 ja syöttää edelleen mittauserosignaalit lohkolle 76, josta mittauserosignaalit edelleen siirretään CPU:lie 5 78, jossa mittauserosignaalia verrataan toiseen vertailu- erosignaaliin, joka on tallennettu toiseen vertailuero-signaalin muistilohkoon 74, kuten yllä on selitetty.

Tarkkailulaitteen kokeilu- tai testausjakson aikana operaattori syöttää sisään ensimmäisen ryhmän vertai-10 luja muistilohkoihin 72 ja 74 joko osoittamalla differentiaalisen sisääntulo- ja kytkentälohkon 68 todellisen mittauserosignaalin siirtämiseksi kyseiseen muistilohkoon, toisin sanoen muistilohkoon 72 tai muistilohkoon 74 tai syöttämällä simulaatiomallin CPUshun 78 sisääntulolait-15 teelta, kuten nauha-asemalta, magneettilevymuistista, jne. Simulaatiomalli voi sisältää epäsäännöllisyyssignaa-leja, jotka siirretään epäsäännöllisyyssignaalin muisti-lohkoon 82 ja edelleen vertailumodifikaatio- ja epäsäännöllisyyssignaalin modifikaatiomallin vertailujen ja epä-20 säännöllisyyssignaalien modifioimiseksi lohkon 70 muodos-*: tamien toimintaparametrien pohjalta. Kokeilu- tai testaus- :· jakson jälkeen muistilohkojen 72 tai 74 vertailut voidaan ·. päivittää joko syöttämällä sisään todellinen mittausero- ·. signaali kyseiseen lohkoon tai syöttämällä laitteeseen 1 25 modifioitu malli yllä kuvatulla tavalla. On uskottavaa, ; että esillä olevan keksinnön opetukset tekevät mahdolli seksi moottoria, esimerkiksi prototyyppimoottoria, tarkkailtaessa saatujen tulosten käytön identtisen tai samanlaisen rakenteen omaavien eri moottoreiden yhteydessä.

30 Toisessa vaihtoehtoisessa toimintatavassa vaihde- laatikon 62 toimintaa voidaan tarkkailla mittaussignaalien perusteella, jotka on kehitetty toisessa koodauslaitteessa 59 ja generaattorissa 66 vastaavasti. Joissakin sovellutuksissa koodauslaitteiden asennus tarkkailtavan elementin 35 molempiin päihin on mahdotonta johtuen kyseisen elementin rakenteesta. Siten moottori 50 ja vaihdelaatikko 62 voivat 17 82555 olla yhdistetyt ja koodauslaite 59 on näin ollen jätetty pois. Tämän johdosta generaattorilla 66 kehitettyä mittaussignaalia voidaan tässä sovellutuksessa käyttää toisen koodauslaitteen 59 kehittämän mittaussignaalin sijasta, 5 koska generaattorilla 66 kehitetty mittaussignaali myös sisältää informaatiota koskien kampiakselin 56 liikettä oikeanpuoleisessa päässä.

Kuviossa 3 on esitetty keksinnön mukaisen koodaus-laitteen ensimmäinen suoritusmuoto. Koodauslaite käsittää 10 hoikin 102, joka on sovitettu pyörivälle akselille 100, joka muodostaa esillä olevan keksinnön periaatteiden mukaisesti tarkkailtavan elementin tai sen osan. Hoikin 102 ulkokehäpinnalle on muodostettu valoa heijastavia ja valoa heijastamattomia alueita 104. Kuten on ilmeistä 15 yllä esitetystä selityksestä, holkki 102 muodostaa koodauslaitteen liikkuvan osan, toisin sanoen osan, joka vastaa koodauslaitteiden 14 ja 16 liikkuvia osia vastaavasti 18 ja 20, jotka on esitetty kuviossa 1. Kuviossa 3 esitetty koodauslaite edelleen käsittää komponentin 106, 20 joka periaatteessa vastaa kuviossa 1 esitettyjen koodaus-laitteiden 14 ja 16 osia vastaavasti 22 ja 24. Komponentti 106 käsittää valolähettimen ja valovastaanottimen, jotka on sovitettu lähettämään valoa, kuten näkyvää valoa tai infrapunavaloa, ja vastaanottamaan mitä tahansa valoa, 25 joka on alunperin lähetetty valolähettimeltä ja edelleen heijastettu hoikin 102 valoa heijastavasta pintaosasta. Kuviossa 3 esitetty koodauslaite perustuu säteettäisesti heijastuneen valon ilmaisuperiaatteelle ja koodauslait-teella kehitetty mittaussignaali on digitaalinen signaali, 30 joka edustaa akselin 100 pyörimis- tai kulma-asentoa tai -nopeutta koodauslaitteella. Kuten on hyvin tunnettua signaalien- ja tietojenkäsittelyalalta, digitaalinen signaali voidaan muuntaa analogiseksi signaaliksi digitaali-analogiamuuntimellä, derivoida tai integroida ennen tai 35 jälkeen muunnon analogiseen muotoon ja edelleen näytteyt-tää, suodattaa ja/tai uudelleennäytteyttää jne.

is 82555

Kuviossa 4 on esitetty keksinnön raukaisen koodaus-laitteen toinen suoritusmuoto perustuen aksiaalisen valonsiirtymisen ilmaisuperiaatteelle. Koodauslaitteen liikkuva osa käsittää kiekon 108, jossa on säteettäiset 5 raot 110. Kiekon 108 toiselle puolelle on sovitettu valo-lähetinlaite 112 ja kiekon 108 vastakkaiselle puolelle on sovitettu valovastaanotinlaite 114. Näin ollen valolähe-tinlaitteen 112 lähettämää valoa katkotaan kiekon 108 kiinteillä alueilla, jotka yhdessä määrittävät raot 110.

10 Kuviossa 4 esitetyn koodauslaitteen vaihtoehtoisessa suoritusmuodossa kiekko 108 on toiselta sivupinnaltaan varustettu vuorottelevilla valoa heijastavilla ja valoa heijas-tamattomilla pintaosilla ja valolähetinlaite 112 ja valovastaanotinlaite 114 on sovitettu kiekon 108 suhteen siten, 15 että ne toimivat yhdessä kiekon vuorottelevien valoa heijastavien ja valoa heijastamattomien pintaosien kanssa kiekon pyörimis- tai kehänopeuden ilmaisemiseksi ja näin ollen pyörivän akselin 100 pyörimis- tai kehänopeuden ilmaisemiseksi aksiaalisesti heijastuvan valon ilmaisu-20 periaatteen mukaisesti. Koodauslaitteen kuviossa 4 esitetyn toisen suoritusmuodon kehittämä mittaussignaali tai yllä kuvatun vaihtoehtoisen suoritusmuodon kehittämä mittaussignaali voidaan myös käsitellä millä tahansa sopivalla tavalla, kuten on esitetty yllä viitaten kuvioon 3.

25 Kuviossa 5 on esitetty keksinnön mukaisen koodaus- laitteen kolmas suoritusmuoto. Koodauslaitteen liikkuva osa käsittää hoikin 116, jossa on toisella päätypinnalla rengasmainen ura 118. Hoikin 116 ulompi kehäseinä, joka määrittää rengasmaisen uran 118, on varustettu aksiaali-30 silla läpikulkevilla raoilla, joita ei ole esitetty piirustuksessa. Kuviossa 5 esitetyn koodauslaitteen kiinteä osa on integroitu valoa lähettävä/valoa vastaanottava ··" optoeristin 120. Optoeristimen 120 valolähettimen lähet tämää valoa katkotaan vuorottelevilla hoikin kehäseinän 35 kiinteillä osilla ja hoikin kehäseinän valoaläpäisevillä \m' osilla. Siten kuviossa 5 esitetty suoritusmuoto perustuu 19 82555 säteettäisen valonlähetyksen ilmaisuperiaatteelle ja kehittää digitaalisen signaaliesityksen akselin 100 pyörimis- tai kehäasennosta tai -nopeudesta koodauslait-teella. Kuviossa 5 esitetyn suoritusmuodon kehittämää 5 digitaalista signaalia voidaan edelleen, kuten yllä on esitetty, käsitellä millä tahansa sopivalla tavalla.

Kuviossa 6 on esitetty keksinnön mukaisen koodaus-laitteen neljäs suoritusmuoto perustuen sähkömagneettiselle ilmaisuperiaatteelle. Koodauslaitteen liikkuva osa on 10 hammaskiekko 122 ja koodauslaitteen kiinteä osa käsittää ankkurin 124 ja ankkurikelan 126. Kun akseli 100 pyörii hammaskiekon 122 vuorottelevat hampaat ja niiden välit kehittävät vaihtovirran ankkurikelaan 126. Ankkurikelaan 126 kehitetty vaihtovirta on akselin 100 pyörimisasennon 15 tai -nopeuden "digitaalinen" esitys koodauslaitteella ja sitä voidaan myös käsitellä.

Esillä olevan keksinnön erityinen kalibrointi-piirre on esitetty kuvioissa 7, 8 ja 9. Kuviossa 7 yllä kuvatun aksiaalisen valonsiirtymisen ilmaisuperiaatteella 20 toimiva koodauslaite, joka on esitetty kuviossa 4, oli toteutettu läpinäkyvänä, polyvinyylikloridikiekkona, jonka ulkohalkaisija oli 400 mm. Valokuvaamalla tuotettu valoa läpäisevä/valoa läpäisemätön filmi oli sovitettu koodauskiekon toiselle sivupinnalle määrittäen 1024 25 valonläpäisevyyden/valon läpäisemättömyyden lisäystä ja päinvastoin. Koodauskiekko oli asennettu nelisylinterisen neli-iskuisen dieselmoottorin kampiakselille. Dieselmoottorin pyöriessä nopeudella noin 1350 kierrosta minuutissa koodauskiekkoon kohdistettiin näkyvää valoa ja 30 yhden lisäyksen läpikulku ilmaistiin. 20 MHz generaattorista muodostettiin 50 ns pulsseja ja laskettiin pulssien lukumäärä yhden lisäyksen läpikulun aikana. Kuviossa 7 abskissa-akseli vastaa koodauskiekon kahta kierrosta ja ordinaatta-akselille on rekisteröity 50 ns pulssien luku-’ 35 määrä, joka on laskettu kunkin lisäyksen läpikulun aikana.

: Kuviossa 7 esitetty kiinteä linja tai tumma käyrä on 20 82555 todellinen kahden kierroksen 20 MHz pulssien laskenta-vaste. Tuskin mitään informaatiota on tunnistettavissa kiinteäviivaisesta käyrästä. Koodauskiekko mitattiin läpikotaisin ja tietokone ohjelmoitiin kompensoimaan 5 yksittäisten lisäysten pienet vaihtelut. Kompensoitu tai kalibroitu 20 MHz pulssien laskentavastekäyrä on kuvion 7 vaalea käyrä. Vaaleasta käyrästä nelisylinterisen, neli-iskuisen dieselmoottorin toiminta on hyvin helposti havaittavissa. Siten kahden sylinterin puristusisku on helposti 10 havaittavissa likimain 512 ja 1536 lisäyksen kohdalla.

Kuviossa 8 tarkkailtiin toista kohdistuspenkki- \ asetusta yllä kuvatun koodauslaitteen avulla. 120 cm teräsakselille ulkohalkaisijaltaan 40 mm oli sovitettu ensimmäinen massa, joka muodostui teräskappaleesta ulko-15 halkaisijaltaan 200 mm ja korkeudeltaan 100 mm akselin toiseen päähän ja toinen massa, joka muodostui teräs-kappaleesta ulkohalkaisijaltaan 266 mm ja korkeudeltaan 50 mm oli sovitettu akselin ulkopäähän. Yllä kuvattu koodauskiekko oli asennettu akselille samalla kun akselia 20 pyöritettiin nopeudella noin 195 kierrosta minuutissa akselia iskettiin vasaralla noin lisäyksen 400 kohdalla ja tuotettiin vääntövärähtely. Kompensoimaton tai kalib-roimaton 20 MHz pulssien laskentavastekäyrä on esitetty kiinteällä, tummalla viivalla kuviossa 8 ja kompensoitu 25 tai kalibroitu vastekäyrä on esitetty vaalealla viivalla.

Kuviot 7 ja 8 esittävät yksikäsitteisesti, että esillä olevan keksinnön tarkkailukonseptin mukaisen koodauslaitteen avulla kehitetyt signaalit suuressa määrin sisältävät informaatiota koskien syklisesti liikkuvan ele-30 mentin toimintaa.

* : Koska tarkkailtava pyörivä kappale, esimerkiksi kuviossa 1 esitetty akseli 12, kuviossa 2 esitetty akseli 56 tai kuvioissa 3-6 esitetty akseli 100 vääntövärähte-lyiden lisäksi voi taipua tai muutoin värähdellä, yhdeltä 35 koodauslaitteelta syötetty informaatio yllä viitaten kuvi-oihin 3-6 kuvattujen periaatteiden pohjalta sisältää infor-

II

21 82555 maatiota koskien vääntövärähtelyjä samoin kuin taipumis-värähtelyjä. Jotta tehdään mahdolliseksi erottaa informaatio, joka koskee taipumisvärähtelyjä informaatiosta, joka koskee vääntövärähtelyjä käytetään edullisesti useita 5 kiinteitä ilmaisinosia yhden koodauskiekon tai yhden liikkuvan osan yhteydessä. Kuviossa 9 rengasmainen, kiinteä linja 128 määrittää pyörivän akselin pyöreän ulkoääri-viivan ja poikkeavan muotoinen, katkoviiva 129 määrittää akselin pisteen 130 mielivaltaisen liikeradan. Neljä pyö-10 rivää liikeilmaisinta 131, 132, 133 ja 134 on sovitettu erillään oleviin kehäasentoihin pyörivän akselin ympärille. Kuviossa 9 koodauslaitteet 131-134 määrittävät ortogonaalisen ilmaisujärjestelmän, koska kahden viereisen ilmaisimen välinen kulmaetäisyys on 90°. Kuitenkin joita-15 kin sovellutuksia varten voidaan käyttää erilaista kulma-asettelua. Vastakkain sovitettujen ilmaisimien 131 ja 133 kehittämien mittaussignaalien perusteella differentiaalinen väline 136 kehittää mittaussignaalin, joka edustaa akselin differentiaalista liikettä kohtisuoraan ilmaisi-20 met 131 ja 133 yhdistävään akseliin nähden, toisin sanoen akselin pystysuoraa differentiaalista liikettä. Vastaavasti mittaussignaalit, jotka on kehitetty vastakkain sovitetuilla ilmaisimilla 133 ja 134 käsitellään toisessa differentiaalisessa välineessä 138, joka kehittää mittaus-25 signaalin, joka edustaa akselin differentiaalista liikettä kohtisuoraan ilmaisimet 132 ja 134 yhdistävään akseliin nähden, toisin sanoen akselin vaakasuoraa differentiaalista liikettä. Differentiaalisten välineiden 136 ja 138 ulostulot on kytketty toiseen signaalinkäsittely-30 välineeseen 140. Pyörimisliikkeen ilmaisimet tai koodaus-laitteet 131-134 voidaan vaihtoehtoisesti kytkeä suoraan signaalienkäsittelyvälineeseen 140.

Kuviossa 10 on esitetty kaksi käyrää, joita on merkitty A ja B ja jotka esittävät yllä mainitun neli-35 sylinterisen, neli-iskuisen dieselmoottorin yhden sylinterin vahingoittumattoman toiminnan ja vioittuneen toi- 22 82555 minnan vastaavasti. Vastekäyrät on tallennettu käyttämällä kahta yllä kuvatun tyyppistä koodauslaitetta, joista toinen oli asennettu kampiakselin juoksupyörän taakse ja joista toinen oli asennettu kampiakselin vapaasti pyöri-5 vään päähän. Siten vastekäyrät ovat erokäyriä. Abskissa-akseli käsittää 1024 lisäystä vastaten kampiakselin yhtä kierrosta ja ordinaatta-akselia pitkin on esitetty lisäys-vaihtelu välillä 0,03 x 10~1...-0,07 x 10~1 vastaten yhden prosentin vaihtelua. Ilmeisesti A- ja B-käyrät eivät ole 10 identtisiä keskenään. Välillä 512-768 lisäystä käyrät poikkeavat suuresti toisistaan kyseisen sylinterin teho-iskun aikana.

Kuviossa 11 on esitetty kaaviollisesti merimootto-rin toimintatilan tarkkailujärjestelmä. Moottori, joka on 15 itse asiassa 16-sylinterinen neli-iskuinen V-moottori tuottaa 4000 hevosvoimaa pyörimisnopeudella 700 kierrosta minuutissa ja sen on toimittanut yhtiö Alpha-Diesel, ja sitä on merkitty viitenumerolla 150. Viitenumero 151 merkitsee merimoottorin moottorilohkoa ja viitenumero 152 20 merkitsee moottorin juoksupyörää. Moottorin kampiakselia on merkitty viitenumerolla 156 ja moottorin ensimmäisessä tai vasemmanpuoleisessa päässä juoksupyörän 152 vieressä on esitetty ensimmäinen keksinnön mukainen koodauslaite 158. Moottorin vastakkaiseen tai oikeanpuoleiseen päähän 25 on asennettu toinen keksinnön mukainen koodauslaite 159. Erilleen juoksupyörästä 152 on asennettu kolmas keksinnön mukainen koodauslaite 160 kampiakselin kolmanteen kohtaan. Periaatteessa koodauslaitteet 158, 159 ja 160 vastaavat vastaavasti kuviossa 2 esitettyjä koodauslaitteita 58, 59 30 ja 60. Kun toista koodauslaitetta 159 kannattelee moottorin 150 moottorilohko 151 ensimmäistä ja kolmatta koodaus-laitetta vastaavasti 158 ja 160 kannatellaan tukipila-riensa vastaavasti 162 ja 164 avulla vastaavasti merimoottorin rungosta ja laivan rungosta, joita ei ole esitetty 35 piirustuksissa. Ensimmäinen ja kolmas koodauslaite vastaavasti 158 ja 160 perustuvat aksiaalisesti heijastuneen

II

23 82555 valon ilmaisuperiaatteelle, jota on kuvattu yllä viitaten kuvioon 4 ja ne käsittävät hyvin tarkasti koneistetut koodauskiekot, joita kuvataan yksityiskohtaisemmin alla viitaten kuvioihin 12 ja 13 ja jotka toimivat yhdessä 5 valon heijastumisen/valon heijastumattomuuden ilmaisu-laitteiden 167 kanssa, käsittäen kukin valolähteen ja valovastaanottimien yllä viitaten kuvioon 9 kuvattujen periaatteiden mukaisesti. Toinen koodauslaite 159 perustuu radiaalisesti heijastuneen valon ilmaisuperiaatteille, 10 jota on yllä kuvattu ja viitaten kuvioon 3 ja käsittää hyvin tarkasti koneistetun koodauskiekon 170, jota kuvataan alla yksityiskohtaisemmin viitaten kuvioihin 12 ja 13 ja toimii yhdessä valonheijastumisen/valon heijastumattomuuden ilmaisulaitteiden 171 kanssa, jotka kukin käsit-15 tävät valolähteen ja valovastaanottimen yllä viitaten kuvioon 9 kuvattujen periaatteiden mukaisesti.

Kuvioissa 12 ja 13 on esitetty vielä eräs keksinnön mukaisen koodauskiekon suoritusmuoto. Koodauskiekko on merkitty viitenumerolla 180 kokonaisuudessaan ja se käsit-20 tää kaksi puoliympyräpuoliskoa, joita on merkitty 182 ja 184, jotka on sovitettu järjestettäviksi ympäröimään pyöreää pyörivää akselia, kuten kuviossa 11 esitettyä akselia 156 ja kiinnitettäviksi siihen ruuvien avulla, jotka kulkevat reikien 186 läpi. Yllä kuvatussa merimoot-25 torin toimintaa tarkkailevassa järjestelmässä, joka on esitetty kuviossa 11, koodauskiekko 180 oli toteutettu teräskiekkona ulkohalkaisijaltaan 400 mm, sisähalkaisi-jaltaan 250 mm ja vahvuudeltaan 8 mm. Kuviossa 12a on esitetty koodauskiekon 180 aksiaalisesti heijastuneen 30 valon ilmaisusovellutus ja kuviossa 12b on esitetty koodauskiekon 180 radiaalisesti heijastuneen valon ilmaisu-sovellutus. Yhteistä kuvioissa 12a ja 12b esitetyille sovellutuksille on, että yhteensä 1024 lisäystä on määritetty koodauskiekon valoa heijastavilla/valoa heijastamat-35 tornilla alueilla. Kuviossa 12a ylempi puoliympyräpuolisko 182 on varustettu tasavälisillä säteettäisillä raoilla 190 24 82555 ja indeksiraolla 188. Yllä mainituissa sovellutuksissa kullakin raolla 190 oli leveys 0,4 mm ja korkeus 10 mm ja ne oli järjestetty ympyräksi halkaisijaltaan 280 mm. Indeksirako 188, joka myös oli mitoiltaan 0,4 mm x 5 10 mm oli sovitettu ympyrälle halkaisijaltaan 350 mm.

Kuviossa 12b esitetyssä sovellutuksessa oli muodostettu tasavälisiä aksiaalisia uria, jotka määrittävät urapinnat 192 ja harjannepinnat 194 leveydeltään vastaavasti 0,88 mm ja 0,35 mm. Urapinnan 192 syvyys suhteessa harjannepintaan 10 oli 0,6 mm. Kuviossa 13 on esitetty poikkileikkauskuva pitkin kuvion 12 linjaa XIII-XIII. Kuten on ilmeistä kuviosta 13, harjannepinta 194 on edelleen koneistettu hammastetuksi pinnaksi, joka määrittää yhteensä 10 hammasta, joiden kunkin leveys on 0,8 mm ja korkeus 0,17 mm. 15 Kuviossa 14 on esitetty keksinnön mukaisen koo- dauslaitteen tällä hetkellä edullinen suoritusmuoto perustuen radiaalisesti heijastuneen valon ilmaisuperi-aatteelle, jota yllä on käsitelty viitaten kuvioon 3. Kuviossa 14 esitetty koodauslaite on merkitty kokonaisuu-20 dessaan viitenumerolla 200 ja siihen viitataan alla olevassa selityksessä pyörivänä mittausyksikkönä RMU. Koodauslaite tai RMU 200 käsittää kiinteän valoa lähettävän ja valon heijastumisen ilmaisevan osan 202, joka periaatteessa vastaa kuviossa 3 esitettyä komponenttia 25 106 ja koodausliuskan 204, joka periaatteessa vastaa ku viossa 3 esitettyä hoikkia 102. Koodausliuska 204 on asennettu pyörivälle akselille, jonka osa on esitetty kuviossa 14 ja merkitty viitenumerolla 206. Pyörivä akseli 206 on tehoa kehittävän tai tehoa välittävän elementin 30 akseli, esimerkiksi polttomoottorin kampiakseli, kuten yllä viitaten kuvioon 11 mainittua kokoa olevan merimoot-torin kampiakseli. Siten koodauslaite tai RMU voi korvata minkä tahansa yllä mainituista koodauslaitteista 158, 159 ja 160, jotka on esitetty kuviossa 11.

35 Koodausliuska 204 on hyvin tarkoin koneistettu liuska, joka käsittää useita aukkoja, joista yhtä on mer-

II

25 82555 kitty viitenumerolla 208. Aukot 208 määrittävät valoa heijastamattomat alueet ja aukkojen väliset alueet määrittävät valoa heijastavat alueet. Kuviossa 14 esitetyssä suoritusmuodossa pyörimisen ilmaisu perustuu siir-5 tymiseen valoa heijastamattomuudesta valon heijastamiseen, toisin sanoen siirtymiseen aukosta kahden vierekkäisen aukon välissä olevaan alueeseen. Yhteensä 1024 miinus 1 valoaheijastavaa aluetta tai lisäystä on määritetty aukoilla 208, koska kaksi aukkoa yhdistyy yhdeksi suurem-10 maksi aukoksi 210, joka palvelee koodausliuskan absoluuttisen asennon määritystarkoitusta ja näin ollen kampiakselin absoluuttisen asennon määritystarkoitusta.

Kiinteä valoalähettävä ja valoa vastaanottava ilmai-suosa 202 käsittää ensimmäisen kotelo-osan 212 ja toisen 15 kotelo-osan 214. Ensimmäiseen kotelo-osaan 212 on sovitettu laserdiodin 216 muodostama valoa lähettävä laite, joka lähettää valoa kuperaan linssiin 218, josta valonsäde emittoituu koodausliuskaan 204, kuten on esitetty haamuviivoilla kuviossa 14 ja säteilee kahteen valoilmai-20 simeen 220 ja 222, jotka muodostuvat valotransistoreista. Toinen kotelo-osa 214 palvelee valoilmaisimien 220 ja 222 suojaustarkoitusta väärän valon vastaanoton suhteen. Valoilmaisimet 220 ja 222 on kytketty painokytkentälevyyn 224, joka on sovitettu ensimmäiseen kotelo-osaan 212 ja 25 painokytkentälevy 224 sisältää elektronisen piirin, joka palvelee sähköisen pulssin kehittämistarkoitusta, kun valoilmaisimien 220 ja 222 valoa vastaanottavat alueet altistetaan valolle, joka on heijastettu lisäyksestä samanaikaisesti. Yksittäisten lisäysten ilmaisuhetki tai niiden 30 ohitushetki määrätään näin ollen hyvin tarkasti, mikä on erittäin tärkeää mittauksen toistettavuudelle. Sähköiset pulssit, jotka on kehitetty lisäyksistä heijastuneen valon ilmaisulla muunnetaan tasapainotetuiksi sähkösignaaleiksi, jotka välitetään koodauslaitteelta 200 tai RMU:lta moni-35 johtimisen kaapelin 226 läpi.

26 8 2 5 5 5

Lukuunottamatta kuviossa 14 esitettyä koodauslai-tetta 200 yhteensä neljä koodauslaitetta tai RMU:ta, jotka yhdessä muodostavat RMU-laitteiston on edullisesti järjestetty ortogonaaliseksi ilmaisujärjestelmäksi, joka 5 on periaatteellisesti kuviossa 9 esitettyä rakennetta. Ortogonaalisessa ilmaisujärjestelmässä mitkä tahansa häiritsevät häiriöt, jotka ovat peräisin kampiakselin vaap-pumis- tai taipumislrikkeestä voidaan kompensoida mittaussignaalien käsittelyssä, jotka RMU:t ovat kehittäneet 10 keksinnön mukaisessa tarkkailulaitteessa, kuten kuvataan alla.

Kuvio 15 esittää keksinnön mukaisen laitteen tällä hetkellä edullisen suoritusmuodon tai sovellutuksen lohko-kaaviona. Kuviossa 15 esitetty laite on rakenteeltaan 15 modulaarinen ja käsittää keskusanalyysiyksikön, jota on merkitty AU ja joka toimii yhdessä useiden, n, kone-yksiköiden EU1, EU2, EU3 ja EUn kanssa, joilta analyysi-yksikkö AU vastaanottaa mittaussignaaleja tai dataa liittyen useiden, n, koneiden toimintaan tai tiloihin. Analyy-20 siyksikkö AU edelleen kommunikoi tiedonkeruulaitteen 300 kanssa, joka on muodostettu digitaalisesta nauhurista ja useista käyttäjäpäätteistä, joita on merkitty OTI^^j, 0T2(1-4)' 0T3(1-4) ja0Tn(1-4)‘

Periaatteessa kuviossa 15 ja edelleen kuvioissa 16 25 ja 17 esitetty laite on kuviossa 2 esitettyä rakennetta. Siten laite vastaanottaa signaaleja, jotka RMU-laitteis-tot ovat kehittäneet, jotka on asennettu koneen kampi-akselin vastaavan koodausliuskan viereen, jonka koneen toimintaa on tarkkailtava. RMU-laitteistojen kehittämät 30 signaalit, jotka muodostavat ensiömuuttajät ja edelleen signaalit, jotka lisäyksiköt XU ovat kehittäneet, jotka käsittävät toisiomuuttajät, jotka kehittävät signaalit, jotka edustavat esimerkiksi lämpötilaa, painetta ja virtausta koneen tietyissä osissa käsitellään, kalibroidaan 35 tai normaloidaan vastaavassa koneyksikössä EU, esimerkiksi yksikössä EU1, joka vastaa konetta numero 1 ja kalibroinnin 2? 82555 jälkeen siirretään analyysiyksikölle AU, jossa signaaleja tai dataa, joka edustaa kampiakselin pyörimis- ja vääntö-liikettä, josta koneen todellinen toimintatila voidaan johtaa, kuten esillä oleva keksintö opettaa, verrataan 5 malliin, joka edustaa koneen normaalia toimintatilaa.

Koneen normaali toimintatila on, kuten kuvataan alla viitaten kuvioon 18, laskettu koneen komponentti-arvoista itse analyysiyksiköllä ja ne voidaan virittää koneen viimeistelyn ja käyttöönoton yhteydessä. Siinä 10 tapauksessa, että analyysiyksikölle AU yhdestä koneyksi-köstä, esimerkiksi koneyksiköstä EU1 syötetyt signaalit tai data poikkeavat koneen vastaavasta normaalitilasta, koneenkäyttäjää informoidaan ja poikkeaman mahdollinen syy diagnostisoidaan analyysiyksiköllä AU ja esitetään 15 myös koneen käyttäjälle jollakin käyttäjäpäätteellä.

Sen ohella että esitetään diagnoosit poikkeamatapauksessa koneen normaalista toimintamuodosta tai -tilasta, koneenkäyttäjä voi käyttäjäpäätteensä avulla, joka vastaa konetta, esimerkiksi konetta nro 1, jonkin käyttäjäpäätteen 20 OTI.J-OTI4 avulla kutsua koneen luonteenomaisia toiminta-muuttujia ja edelleen mitä tahansa koneen toimintamuuttu-jien edistymistä tai kehitystä.

Yksittäisten koneiden numeroiden 1-n olosuhteiden tai toiminnan jatkuvan tarkkailun aikana mittaussignaale-25 ja tai mittausdataa edustaen yksittäisten koneiden toimintaolosuhteita syötetään tiedonkeruulaitteelle tai digitaaliselle nauhurille 300. Digitaalisen nauhurin 300 tallentamasta datasta voidaan suorittaa tilastollisia analyysejä etäällä olevalla tietokonejärjestelmällä, joka sisäl-30 tää samanlaisen nauha-aseman ja käsittelyohjelmat, jotka vastaavat koneyksikön EU käsittelyohjelmia ja edelleen analyysiyksikön AU käsittelyohjelmia pitkän aikavälin analyysin ja ennustelaskelmien muodostamiseksi yhdistämällä signaalit tai data yhdestä koneesta pitkän aikajakson aika-35 na ja signaalit ja data muista koneista. Elinaikatutki-muksia voidaan siten suorittaa ja optimaalinen palvelu- 28 82555 aika ja/tai koneen komponenttien vaihto voidaan laskea näistä signaaleista tai datasta yllä mainittujen analyysien ja laskelmien perusteella.

Yksittäiset koneyksiköt EU1-EUn käsittävät, kuten 5 on ilmeistä kuviosta 15, kolme RMU-laitteistosisääntuloa ja yhden XU-ulostulon sisääntulosignaalien vastaanottamiseksi ensimmäiseltä, toiselta ja kolmannelta RMU-lait-teistolta ja lisäyksiköitä XU vastaavasti. Kuviossa 15 kone-yksikkö vastaten ensimmäistä konetta on esitetty yksityis-10 kohtaisemmin, kuin koneyksiköt EU2...EUn. Koneyksikkö EU1 vastaanottaa signaalit RMU-laitteistoilta RMU1^, RMU^ ja RMU12 vastaavasti koneyksiköiden päätelevyiltä ETB1, ETB2 ja ETB3. Kuten kuviossa 15 nähdään, pyörivä mittausyksikkö-laitteisto RMU12 vastaanottaa tahdistussignaalin, jota 15 on merkitty SYNC koneen kosketuksettomalta pyörivältä anturilta, jota ei ole esitetty piirustuksissa, joka signaali syötetään ETB3 koneyksikön päätelevylle. Lisä-yksikön XU kehittämät signaalit, toisin sanoen signaalit, jotka edustavat painetta, lämpötilaa ja virtausta koneen 20 tietyissä osissa ja jotka muutetaan ulkopuolisesta digitaaliseksi esitykseksi syötetään koneyksikön EU1 kone-yksikön päätelevylle ETBX. ETB:t, toisin sanoen ETB1,

ETB2, ETB3 ja ETBX periaatteessa palvelevat mittaussignaa-lilähteistä syötettyjen signaalien normalointitarkoitusta 25 siten, että saadaan koko laite riippumattomaksi muuttimen tai mittausyksikön rakenteesta tai tyypistä. Koneyksiköiden päätelevyt ETB1, ETB2, ETB3 ja ETBX on, kuten on esitetty katkoviivaisella laatikolla, jota on merkitty viitenumerolla 300, sisällytetty yhdelle ainoalle piirilevylle. 30 Koneyksiköiden päätelevyjen ETB1, ETB2 ja ETB3 ulostulot on kytketty dataväylään 302 ja edelleen ensimmäisen kone-yksikön levytietokoneeseen EDC1, toisen koneyksikön levy-tietokoneeseen EDC2 ja kolmannen koneyksikön levytietokoneeseen EDC3 vastaavasti. Koneyksikön päätelevyn ETBX 35 ulostulo on kytketty koneyksikön lisäsisääntuloon EXI dataväylän 302 kautta. Koneyksikön lisäsisääntulo EXI

II

29 82555 muuttaa ETBX:ltä syötetyt signaalit tai datan mittaus-yksiköiksi, joita voidaan käyttää koneen toimintatilan määrittämiseksi. Koneyksikkö edelleen käsittää koneyksi-kön trigonometrisen tietokoneen ETC, joka ohjaa kone-5 yksikön EU1 toimintaa ja jota edelleen ohjataan analyysi-yksiköltä AU. Siten ETC palvelee RMU-laitteistoilta ja XU:lta saatujen mittausten yhdenaikaistamis- tai tahdis-tamistarkoitusta.

Viitaten nyt kuvioon 16 kuvataan yksityiskohtai-10 semmin koneyksikön EU1 koneyksiköiden päätelevyjä. Kuten yllä on mainittu, ETB1... ETB3 palvelevat vastaavien RMU-laitteistojen kehittämien mittaussignaalien muunto-tarkoitusta signaaleiksi tai dataksi, jota voidaan edelleen käsitellä analyysiyksiköllä AU. RMU-laitteistojen 15 yksittäisten RMUrden kehittämät mittaussignaalit ovat tasapainoitettuja sähköpulsseja, jotka siirretään RMUilta vastaavaan ETB-sisääntuloon kerratun parin käsittävän siirtolinjan läpi. Kuten on ilmeistä kuviosta 6 ja kuten on kuvattu yllä viitaten kuvioon 14, yhteensä neljä RMU:ta 20 on edullisesti käytössä yhden ainoan koodausliuskan yhteydessä. Tämän johdosta ETB:t, esimerkiksi ETB1 sisältävät neljä sisääntuloa vastaten neljää yksittäistä RMU:ta, jotka yhdessä muodostavat RMU-laitteiston, jota on merkitty RMU1i. Tasapainoitettu signaali, joka on syötetty 25 yksittäiseltä pyörivältä mittausyksiköltä, esimerkiksi pyörivältä mittausyksiköltä, joka on esitetty kuviossa 14, syötetään yllä mainitun kerratun parin käsittävän siirtolinjan läpi vastaavaan sisääntulopäätepariin, joista toista on merkitty viitenumerolla 303 kuviossa 16.

30 On ymmärrettävä, että tasapainoitettujen sähkösignaali-pulssien siirtoaika yksittäiseltä RMUilta vastaavaan vastaavan ETB:n sisääntulopäätepariin vastaavan kerratun parin käsittävän siirtolinjan läpi ei ole merkityksellinen edellyttäen, että RMU-laitteiston ja yksittäiset RMU:t 35 ja koneyksiköiden päätelevyt yhdistävät siirtolinjät, esimerkiksi RMU1^-laitteiston yksittäiset RMU:t ja ETB1, 30 82555 jotka on esitetty kuvioissa 15 ja 16, yhdistävät siirto-linjat ovat yhtä pitkiä, koska pulssien kulkuaika muodostaa ainoastaan absoluuttisen viiveen RMUriden kehittä-mille mittauspulsseille.

5 Sisääntulopääteparilta 303 mittaussignaalit syö tetään tasapainotetun sisääntulon käsittävälle vahvistimelle 304, jonka ulostulo on kytketty komparaattoriin 305, jonka ulostulo on kytketty yksivakaaseen porttiin 306. Kuten on ymmärrettävää, tasapainoitetut sisääntulomittaus-10 signaalit muutetaan TTL (transistori-transistori-logiikka) yhteensopiviksi suorakulmasignaaleiksi, joiden etureuna määrittää lisäyksen ilmaisuhetken ja tietty kesto, joka määrittää ensimmäisen lisäyksen ilmaisun ja toisen lisäyksen ilmaisun välisen ajan. Yllä kuvattu tahdistussignaali 15 SYNC, jonka on kehittänyt koneen kosketukseton pyörimis-anturi, muutetaan koneyksikön päätelevyllä ETB3 suora-kulmasignaaliksi, jonka etureuna määrittää polttomoottorin tietyn asennon, esimerkiksi moottorin tietyn männän, esimerkiksi männän nro 1, yläasennon.

20 Koneyksikön trigonometrinen tietokone ETC, joka *: on esitetty kuviossa 15 ja edelleen yksityiskohtaisemmin kuviossa 16, on koneyksikön EU keskusyksikkö ja on isäntä-suhteessa koneyksikön EU yksiköihin ETB, EDC ja EXI. Koneyksikön trigonometrinen tietokone ETC ensisijaisesti ! 25 koordinoi mittaustulosten muodostamisen ETBreiltä ja tätä seuraavan signaalien tai datan käsittelyn EDCreissä luku jotka kommunikoivat ETBreiden kanssa. Koneyksikön trigonometrinen tietokone ETC käsittää keskusyksikön, jota on merkitty CPU, joka kommunikoi sarjamuotoisen sisääntu-30 lo/ulostulo-ohjaimen kanssa, jota on merkitty SIO, joka palvelee yhteydenmuodostamistarkoitusta ETCrn ja ulkoisen :* laitteiston välillä, kuten alla kuvataan. CPU edelleen kommunikoi ETCrn muistin kanssa, jota on merkitty MEM ETC, joka sisältää suorasaantimuistiosan (RAM), pyyhittävän 35 ohjelmoitavan lukumuistiosan (PROM) ja sähköisesti pyyhit- 2 : tävän ohjelmoitavan lukumuistiosan (E PROM). CPU myös

II

31 82555 kommunikoi sisääntulo/ulostulo-ohjainlohkon tai koaksi-aalisen ohjaimen kanssa, jota on merkitty COAX, jonka kautta ETC on kytketty sarjamuotoiseen kaksisuuntaiseen tai yksisuuntaiseen suurinopeuksiseen koaksiaaliseen 5 siirtolinjaan (2M-baudin siirtolinja), jota on merkitty a, analyysiyksikköön AU. ETC edelleen sisältää sisäisen kellon, joka edullisesti kehittää suurtaajuisia kello-pulsseja, esimerkiksi taajuudeltaan 40 MHz ja jota on merkitty 40 MHz. ETC:n suurtaajuinen kello, toisin sanoen 10 kello 40 MHz määrittää järjestelmän perusarkajaon ja aikajaon taajuus on äärimmäisen tärkeä ajanmittausten tarkkuudelle, joita suoritetaan järjestelmässä. Kello 40 MHz on kytketty taajuusjakajaan tai skaalauslohkoon, jota on merkitty SC, jota myös osoitetaan CPUrlta ja 15 joka muuttaa 40 MHz pulssit kellolta CPU:n määrittämän taajuisiksi kellopulsseiksi. Skaalauslohko SC syöttää kellopulssit EU1:n dataväylälle 302 ja ETC:n skaalaus-lohkolta SC syötetyt kellopulssit muodostavat kellopulssit, jotka ohjaavat koneyksiköiden levytietokoneiden 20 EDC1-EDC3, jotka on esitetty kuviossa 16, toimintaa.

Kuten yllä on mainittu ETC vastaanottaa tahdistussignaa-lin, jota on merkitty SYNC, ETB3:lta, joka on sisääntulo koneen jaksoilmaisimelle, jota on merkitty EPD.

On ymmärrettävää, että EPD palvelee konejakson määritys-25 tarkoitusta, joka on identtinen kampiakselin yhden kierroksen kanssa edellyttäen, että moottori on kaksi-iskuinen moottori ja identtinen kahden kampiakselin kierroksen kanssa edellyttäen, että moottori on neli-iskuinen moottori. Valintalohkon läpi, jota on merkitty SEL, joka on 30 osoitettu CPU:lta, sähköiset suorakulmapulssit, jotka ovat lähtöisin jonkin RMU-laitteiston joltakin RMU-.lta portitetaan pyörintämerkin ilmaisulohkolle, jota on merkitty RM. Pyörintämerkin ilmaisulohko RM ilmaisee, kun pitkäkestoinen suorakulmapulssi syötetään pyörintämerkki-35 lohkoon, toisin sanoen, kun kuviossa 14 esitetty suuri aukko 210 ilmaistaan kuvion 14 RMU:lla. Pyörintämerkki- 32 82555 ilmaisimen RM ulostulo on kytketty koneen jaksoilmaisimeen EPD ja muodostaa pyörintämerkin ilmaisun ja edellyttäen, että tahdistussignaalipulssi SYNC on syötetty EPD:lie, EPD syöttää pulssin liipaisulohkolle TG, jonka kautta 5 liipaisupulssi portitetaan dataväylälle 302 edellyttäen, että liipaisulohko TG on sallittu CPUrlta. Liipaisupulssi, joka on syötetty liipaisulohkolta TG dataväylälle 302 vastaa konejakson alkua. EPD syöttää myös pulssin laskurille, jota on merkitty C ja joka edelleen vastaan-10 ottaa pulssit skaalauslohkolta SC ja näin ollen laskee konejaksoa vastaavien pulssien lukumäärän. Konejakson laskentatulos syötetään laskurilta C CPU:lie ja se muodostaa konejakson keston mitan laskettuna laskurilla C aikakellopulsseina, jotka on määrittänyt skaalauslohko 15 se.

ETC käsittää, kuten yllä on mainittu, sarjasisään-tulo/ulostulolohkon SIO, joka tekee mahdolliseksi EU:n kalibroinnin etäällä olevalta laitteistolta laitteen viimeistelyn ja käyttöönoton yhteydessä. Kuviossa 16 20 esitetyssä suoritusmuodossa tietoliikenne sarjasisään-tulo/ulostulolohkon SIO kautta on RS232-protokollassa.

On mainittava, että tietoliikenteessä ETC:n ja AU:n välillä ETC on isäntä ja kiertokyselee AU:ta jaksottaisesti.

25 Kuviossa 16 koneyksikön levytietokone vastaten ‘ ensimmäistä koneyksikön päätelevyä ja edelleen ensimmäistä pyörivän mittausyksikön laitteistoa RMU1^ on esitetty yksityiskohtaisemmin verrattuna kuviossa 15 esitettyyn lohkoon, jota on merkitty EDC1^. Keskeisesti EDC1 käsittää 30 keskusyksikön, jota on merkitty CPU, joka kommunikoi muistin kanssa, jota on merkitty MEM EDC, joka käsittää pyyhittävän ohjelmoitavan lukumuistiosan (EPROM) ja säh- · 2 köisesti pyyhittävän ohjelmoitavan lukumuistiosan (E PROM).

EDC:t sisältävät myös suorasaantimuistin, jota on mer- 1'. 35 kitty RAM, joka käsittää EDC:n työmuistin, kuten alla kuvataan. RAM, joka kommunikoi CPU:n kanssa on osoitettu li 33 82555 suorasaantimuistilohkosta, jota on merkitty DMA ja osoittaa toisen suorasaantimuistilohkon, jota on myös merkitty DMA. RAM:ista osoitettu DMA kommunikoi yksisuuntaisen, suurinopeuksisen sarjaliikennelinjän kanssa 5 (2M-baudia), jota on merkitty COAX, joka ohjaa koaksiaa-lista linjaa, jota on merkitty viitteellä b. EDC2:n ja EDC3:n koaksiaalisia linjoja on merkitty vastaavasti c ja d. EDC1 käsittää edelleen neljä laskuria, joita on merkitty vastaavasti C1, C2, C3 ja C4, jotka vastaanotta-10 vat kalibroidut ja normaloidut suorakulmakellopulssit yksivakailta porteilta, jotka muodostavat ETB1:n ulos-tuloportit, joista yhtä on merkitty viitenumerolla 306 kuviossa 16, dataväylän 302 kautta. Vastaavan ETB:n, toisin sanoen ETB1 vastaten EDC1:ta, yksivakaan portin 15 syöttämät pulssit tallennetaan laskureihin C1-C4. Tästä seurauksena laskurit jatkuvasti mittaavat aikaa laskurille syötettyjen yksittäisten pulssien välillä ja näin ollen aikaa koodausliuskan yksittäisten lisäysten ilmaisun välillä. Lisäysten läpikulun keston ajanmittauksen tark-20 kuus määräytyy yllä kuvatulta ETC:Itä syötetystä aika-kellosta.

DMA:n läpi data siirretään laskureilta C1-C4 EDC1:n työmuistiin RAM, jossa data asetellaan tai käsitellään koodauslaitteen kalibroinnin määrittämien spesi-25 fikaatioiden mukaisesti tai datan mukaisesti, joka on tallennettu muistiin MEM EDC, jota ohjaa EDC:n CPU.

Edelleen data käsitellään kohinan vaimentamisen suhteen siten, että lopullisesti käsitelty data siirretään EDC1:n suurinopeuksisen koaksiaalisen siirtolinjan b kautta tai 30 samalla tavoin vastaavasti EDC2:n ja EDC3:n siirtolinjojen c ja d kautta, aivan kuin data olisi muodostettu täydellisestä RMU-laitteistolta sisältäen täydellisen koodaus-liuskan. Edelleen analyysiyksikkö AU voi kaksisuuntaisen siirtolinjan a kautta ETC:lie määrittää tietyt vaatimuk-35 set koskien ajan mittausta edustavat datan esitystä ja sitä kuinka monta lisäystä yhden mittauksen on käsitettävä.

34 82555

Analyysiyksikkö AU voi tämän seurauksena määrittää kuinka monta lisäystä on esitettävä yhdellä ajanmittauksella, koska käsittely tai normalointi suoritetaan seuraavien periaatteiden mukaisesti: mittausta ajatellaan käyränä, 5 joka on muodostunut suoraviivaisista segmenteistä, jotka yhdistävät yksittäiset lisäykset ja suoraviivaisista segmenteistä muodostunut käyrä uudelleennäytteytetään käyttäen näytteenottoaikaa, joka vastaa kokonaismittaus-aikaa jaettuna vaadittujen lisäysten lukumäärällä.

10 EU:n EDC-ulostulosta analyysiyksikölle AU siirretty data näin ollen käsittää koodausliuskan paikan todellisen esityksen tasavälisinä ajanhetkinä. Koska ajanhetket ovat samat kaikille RMU:uille tai kaikille RMU-laitteistonle analyysiyksikölle syötetyn datan uudelleennäytteytyksen 15 jälkeen, mikä tahansa ero koodausliuskojen paikkojen välillä ja näin ollen kampiakselin mikä tahansa vääntö-liike tiettynä ajanhetkenä voidaan määrittää.

Data syötetään analyysiyksikköön AU EU:n EDC-ulos-tuloista niiden normalointi- ja käsittelyjärjestyksessä.

20 Analyysiyksikköön syötetyn datan määrä on esitetty esimerkissä alla:

Oletetaan, että koodausliuskat sisältävät 1024 lisäystä kukin ja yhteensä 2048 laskuriarvoa pyörivää mittausyksikköä kohden konejaksoa kohden on näin ollen 25 siirrettävä edellyttäen, että kone on neli-iskuinen kone.

• Siinä tapauksessa, että data ei ole normaloitu muulle lisäysten lukumäärälle yhteensä 2048 arvoa konejaksoa kohden, toisin sanoen 4096 tavua täytyy näin ollen siirtää EDC:ltä käsittelytoiminnon jälkeen, koska kukin las-30 kuriarvo esitetään kahdella tavulla. Siinä tapauksessa, että kone pyörii nopeudella 1200 kierrosta minuutissa, mikä vastaa yhteensä kymmentä konejaksoa sekuntia kohden ; · (konejakso on identtinen neli-iskuisen koneen kahden kier roksen kanssa), muodostuvan datan kokonaismäärä on 35 40 kilotavua/sekunti/koodausliuska. Kukin tavu välitetään EDC:n koaksiaalilohkon tai koaksiaaliliitännän läpi esi- li 35 82555 tettynä kahdellatoista bitillä ja yksi bitti siirretään viiden mikrosekunnin ajanjakson aikana (nopeudella 2M-baudia). Yhteensä 40 kilobittiä siirretään näin ollen noin 200 mikrosekuntia ajanjakson aikana. Yllä mainittu data-5 määrä syötetään kultakin RMU-laitteiston RMUrlta ja kuten on ilmeistä kuviosta 16, data siirretään rinnakkai-sesti EDC:eiltä yksisuuntaisten suurinopeuksisten siirto-linjojen b-d kautta.

Yllä selitetty koneyksikön päätelevy ETBX, joka 10 vastaanottaa signaaleja tai dataa lisäyksiköitä XU koskien painetta, lämpötilaa ja/tai virtausta tietyissä koneen pisteissä, kommunikoi koneyksikön lisäsisääntulon EXI kanssa, jossa datan normalointi tai datan kalibrointi suoritetaan yllä EDC:hen liittyen selitettyjen periaat-15 teiden mukaisesti. On korostettava, että kuvioissa 15 ja 16 esitetyssä keksinnön mukaisen laitteen suoritusmuodossa lisäyksikkö XU kehittää digitaalisia signaaleja, jotka edustavat fysikaalista suuretta tai suureita, kuten lämpötila, paine tai virtaus tietyissä koneen osissa.

20 Ilmeisesti kuvioissa 15 ja 16 esitettyä laitteen suoritusmuotoa voidaan modifioida muodostamalla analogiadigitaali-muunnin, joka muuttaa lämpötila-, paine- tai vuomuuttajien kehittämät analogiset mittaussignaalit digitaalisiksi signaaleiksi. Digitaaliset signaalit, jotka on syötetty 25 ETBX:ään XU:lta muunnetaan ja skaalataan sopiviksi yksiköiksi EXIsssa, joista data siirretään analyysiyksikköön dataväylän 302 kautta ja edelleen ETCrlle. Kuten EDCrtä, EXI:tä ohjataan ETCrstä.

Kuvion 15 alaosassa on esitetty analyysiyksikkö 30 AU ja kuviossa 17 analyysiyksikkö AU on esitetty yksityiskohtaisemmin. Kuten on ilmeistä kuviosta 15 analyysi-yksikkö AU käsittää n analyysiyksikön analysointitieto-konetta, joita on merkitty AAC1...AACn, jotka vastaavat n koneyksikköä EU1...EUn. Analyysiyksikön analysointi-35 tietokone, esimerkiksi AAC1, kommunikoi vastaavan kone-yksikön, esimerkiksi EU1, kanssa yllä mainitun kaksisuun- 36 82555 täisen suurinopeuksisen koaksiaalisen kommunikaatiolinjan a kautta ja yksisuuntaisten, suurinopeuksisten, koaksiaa-listen kommunikaatiolinjojen b, c ja d kautta. AAC1...AACn edelleen kommunikoivat analyysiyksikön AU dataväylän 5 kanssa, joka on merkitty viitenumerolla 400. Dataväylän 400 läpi analyysiyksikön analysointitietokoneet AAC1...

AACn kommunikoivat analyysiyksikön nauhaliitännän kanssa, jota on merkitty ATI ja n analyysiyksiköiden käyttäjä-tietokoneiden A0C1...AOCn kanssa. Kukin analyysiyksikön 10 käyttäjätietokoneista AOC1...AOCn on varustettu sisään-tulo/ulostuloliitännöillä neljän käyttäjäpäätteen kanssa kommunikointia varten, joita on merkitty OT1, vastaten A0C1 , 0T2^_^j, vastaten AOC2, OTn^_^ vastaten AOCn.

15 Viitaten nyt kuvioon 17 kuvataan yhden analyysi- yksikön analysointitietokoneen, AAC1 rakennetta, yhden analyysiyksikön käyttäjätietokoneen AOC1 rakennetta ja analyysinauhaliitännän ATI rakennetta. Kuvion 17 yläosassa on esitetty yllä kuvatut suurinopeuksiset koaksiaaliset 20 kommunikaatiolinjät a, b, c ja d kytkettyinä kaksisuuntaiseen sisääntulo/ulostulolohkoon, jota on merkitty COAX ] ja kolmeen sisääntulolohkoon, joita on merkitty vastaa vasti COAX, COAX ja COAX. Keskeisesti AAC1 käsittää keskusyksikön, jota on merkitty CPU ja joka kommunikoi 25 COAX-lohkon kanssa ja edelleen AAC1:n muistin kanssa, jota on merkitty MEM AAC käsittäen pyyhittävän ohjelmoitavan lukumuistiosan (EPROM) ja sähköisesti pyyhittävän 2 ohjelmoitavan lukumuistiosan (E PROM). AAC1 edelleen käsittää suorasaantimuistin, jota on merkitty DMA, joka 30 vastaanottaa dataa COAX:1ta, COAX:lta ja COAX:lta ja edelleen kommunikoi suorasaantimuistin kanssa, jota on :: merkitty RAM, joka käsittää AAC1:n työmuistin. COAXrlta, ··* COAXrlta ja COAXrlta data, jotka on vastaanotettu EDCreiltä, joita on merkitty vastaavasti EDC1, EDC2 ja EDC3 siirre-35 tään työmuistiin RAM DMA:n kautta, joka muodostaa analyy-sin perustan, joka suoritetaan AAC1:ssa. Kuten yllä on 37 8 2 5 5 5 mainittu, mittausta koskevat vaatimukset määritetään AU:n AAC1:lla ja välitetään EU:n ETCille kaksisuuntaisen kommunikaatiotinjän a kautta. Dataryhmän käsittelyn jälkeen AAC1:ssa, tulokset tallennetaan datapankkialueeseen, jota 5 ei ole esitetty piirustuksissa ja AAC1 informoi AOC1:a, joka on esitetty kuvion 17 oikeanpuoleisessa alaosassa, että uusi analyysitulos on muodostettu.

Kuvion 17 oikeanpuoleisessa alaosassa esitetty A0C1 käsittää keskeisesti keskusyksikön, jota on merkitty 10 CPU, joka kommunikoi analyysiyksikön AU dataväylän 400 kanssa ja edelleen AOC1:n muistin kanssa, jota on merkitty MEM AOC, kellon kanssa, jota on merkitty CL ja viiden sarjasisääntulo/ulostulolohkon kanssa, joita on merkitty SIO liittyen neljään käyttäjäpäätteeseen, joita on mer-15 kitty 0T11 , OT^/ OTI^ ja OTI4 ja edelleen toisen sarja-yksikön kanssa. Tämä pankkialueeseen tallennettu data muutetaan esitysformaattiin AOC1:ssa ja data, joka esitetään käyttäjälle jollakin käyttäjäpäätteellä, esimerkiksi käyttäjäpäätteellä, jota on merkitty OT1^, voidaan esittää 20 useissa standardiformaateissa, jotka käyttäjä voi virittää. Viritys voi esimerkiksi käsittää sopivan käyttäjäpäätteen näytön skaalauksen. Kuten yllä esitetystä selityksestä ymmärretään, AAC1 suorittaa koneen nro 1 toimintatilan analyysin ja analyysitulokset koskien konetta nro 1 voi-25 daan esittää käyttäjälle käyttäjäpäätteellä OT1 .j . . . OT1 ^ , esimerkiksi käyttäjäpäätteellä OT1^. Edelleen AOC1 voi yhdistää analyysitulokset, jotka on suoritettu yksittäisissä AACreissa, toisin sanoen AAC1...AACn:ssa koko konejärjestelmän analyysitulokseksi.

30 Käyttäjäpäätteen kautta, esimerkiksi OT1^, käyttäjä voi edelleen määrittää yksityiskohdat koskien mittaus-ohjelmaa, hälytysrajoja ja tiettyjä parametreja, jotka siirretään AAC1:lle, jossa analyysiohjelma päivitetään käyttäjän parametrisyötön mukaisesti.

35 Tietyn analyysiyksikön käyttäjätietokoneessa suori tetun analyysin tulokset, esimerkiksi AOC1, joka on esi- 38 82555 tetty kuviossa 17 ja edullisesti sisältää kaikkien koneiden 1-n toimintatilan, siirretään tietyssä aikajaksossa tiedonkeruulaitteelle tai digitaaliselle nauhurille 300 analyysiyksikön nauhaliitännän ATI kautta, joka on esi-5 tetty kuvion 17 vasemmanpuoleisessa alaosassa. ATI käsittää suoran muistihakulohkon, jota on merkitty viitteellä DMA ja pienen tietokonejärjestelmäliitännän ja täydentävän transistorilogiikkalohkon, jota on merkitty SCSI CTL.

Kuten on ymmärrettävää, ATI palvelee tiedonkeruulaitteen 10 300 liitäntätarkoitusta ja tiettyä yllä mainittua AOC:tä.

Keksinnön mukaisen laitteen tällä hetkellä edullisessa suoritusmuodossa AU:n ATI käsittää komponentin, jota toimittaa yhtiö NCR numerolla 5380 käsittäen SCCI CTL-lohkon pienen tietokonejärjestelmäliitäntäosan. Tiedon-15 keruulaite tai digitaalinen tietokone 300 voi olla tyypin EMCA nauhayksikkö, joita toimittaa yhtiö 3M ja sitä ohjataan SCSI-liitännällä ja joka voi tallentaa 67 megatavua 1/4"-nauhalle (3M DC600HC datakasetti) siirtonopeudella 34 kilotavua/sekunti. Yllä mainitun nauhayksikön muodos-20 tämän tiedonkeruulaitteen sijasta henkilökohtainen tietokone voi joitakin sovellutuksia varten olla edullisesti kytketty analyysiyksikköön ATI:n pienen tietokonejärjestelmäliitännän RS232-liitännän kautta.

Käyttäjäpäätteet ΟΤ^.,.ΟΤΙ^ käsittävät näppäimis-25 tön ja näytön, joka on muodostettu elektroluminenssi- näytöllä, joka aikaansaa äärimmäisen kompaktin rakenteen. Näppäimistö on jaettu toiminnallisiin yksiköihin ja käyt-täjäpääte on edelleen varustettu visuaalisella ilmaisimella ja summerilla, joka palvelee käyttäjän huomion puo-30 leensavetämistarkoitusta siinä tapauksessa, että ilmais-taan tila ja kehitetään epäsäännöllisyyshälytys.

Kuviossa 18 on vuokaavio, joka esittää yllä kuvatun ja kuvioissa 15, 16 ja 17 esitetyn tällä hetkellä edullisen keksinnön suoritusmuodon signaalinkäsittelyn. Kuvion 35 18 vasemmassa puoliskossa on esitetty yhdessä ainoassa koneyksikössä, koneyksikössä EU1 suoritettu signaali- tai

II

39 82555 datakäsittely. Kuvion 18 oikeanpuoleisessa puoliskossa on esitetty signaali- tai datakäsittely, joka on suoritettu analyysiyksikön analysointitietokoneessa vastaten kone-yksikköä EU1, toisin sanoen AU:n AAC1. Laskureilta C1, 5 C2, C3 ja C4, jotka on esitetty kuvion 16 lohkossa EDC1, laskuriarvot syötetään vastaten ajan kestoa ensimmäisen suorakulmapulssin ensimmäisen etureunan syötöstä toisen suorakulmapulssin toisen etureunan syöttöön laskurille vastaavalta ETB1:n yksivakaalta ulostuloportilta. Siten 10 ymmärretään, että arvot, jotka ovat läsnä laskureiden ulostulossa edustavat mittaussignaaleja 9(t) vastaten vakiota tai periaatteessa vakiota kulma-arvolisäystä vastaten koodausliuskan aukon leveyttä. Vakio fcQ laskuriarvot 9(t) syötetään vastaavasti ensimmäiseltä, 15 toiselta, kolmannelta ja neljänneltä laskurilta C1, C2, C3 ja C4 vastaavasti ensimmäiselle, toiselle, kolmannelle ja neljännelle kalibrointilohkolle vastaavasti, joita on merkitty CAL1, CAL2, CAL3 ja CAL4 vastaavasti. Kalibroin-tilohkoissa CAL1-CAL4 kompensoidaan kaikki koodausliuskan 20 epätarkkuudet tai yleisesti mikä tahansa epätarkkuus, joka on peräisin koodauslaitteilta tai RMUtilta. Kalib-rointilohkot CAL1-CAL4 muuttavat kulmafunktion 0(t), joka edustaa yksittäisten lisäysten ohikulkua sisältäen vakion näytteenottokulman ei vakiosuuruisen näytteen-25 ottoajan fat ja ei vakiosuuruisen näytteenottokulman kulmafunktioksi 9'(t). Kulmafunktiot, jotka on syötetty kalibrointilohkojen CAL1, CAL2, CAL3 ja CAL4 ulostulosta syötetään neljään uudelleennäytteytyslohkoon, joita on merkitty RESAMP, joissa kulmafunktiot näytteytetään uudel-30 leen vakiosuuruisen näytteenottoa jän j\ t funktioiksi.

Neljän uudelleennäytteytyslohkon, jotka on merkitty RESAMP, ulostulot on kytketty keskiarvoistuslohkoon, jota on merkitty AVE, jossa uudelleennäytteytetyt vakion näytteenottoa jän ^t kulmafunktiot 9(t) keskiarvoistetaan.

35 Keskiarvoistuksen tulos on vakion näytteenottoajän ^t kulmafunktio. Keskiarvoistettu kulmafunktio syötetään 40 82555 siirtolinjan b kautta EDC1:lta AU:n AAC1:lle, kuten yllä on kuvattu ja esitetty kuviossa 18. Samalla tavoin kalibroidut ja edelleen uudelleennäytteytetyt ja keski-arvoistetut vakion näytteenottoajän kulmafunktiot syöte-5 tään EDC2:lta ja EDC3:lta edustaen kampiakselin vastaavan osan kulmaliikkeitä vastaavasti siirtolinjojen c ja d kautta AU:lie.

Analyysiyksikössä AU signaalit tai data, joka on vastaanotettu EDC1:lta, EDC2:lta ja EDC3:lta siirto-10 linjojen b, c ja d kautta vastaavasti vastaanotetaan lohkoon, jota on merkitty viitenumerolla 401 ja jolta kaksi kalibroitua, näytteytettyä, vakion fot kulmafunk-tiota edustaen kampiakselien vastaavien osien kulmaliikkeitä portitetaan differentiaalilohkolle, jota on merkitty 15 Differentiaalilohkossa ^ määritetään kampiakselien differentiaalinen kulmaliike, toisin sanoen muodostetaan erotus yllä kalibroitujen, uudelleennäytteytettyjen, vakion Δt kulmafunktioiden 0(t) välillä edustaen kampi-akselin vakion näytteenottoajän vääntöä T(t). Vääntö-20 signaali T(t) voidaan haluttaessa suodattaa alipäästö-suodinlohkossa, jota on merkitty LP ja syöttää edelleen uudelleennäytteytyslohkolle, jota on merkitty RESAMP, jossa vääntösignaali 'f' (t) uudelleennäytteytetään haluttaessa alipäästösuodatetussa versiossa vakion näytteen-25 ottokulman Δθ vääntösignaaliksi T(t). Uudelleennäytteytetty vääntösignaali T(t) edelleen koostetaan pienimmän neliösumman menetelmällä pienimmän neliösumman lohkossa, jota on merkitty LSF, jossa uudelleennäytteytettyä vääntö-signaalia 'T(t) verrataan malliin, joka edustaa kampi-30 akselin vääntösignaalia ja uudelleenkoostetaan komponenteiksi, jotka ovat verrannollisia koneen yksittäisten sylinterien vääntösignaaleihin, toisin sanoen verrannollisia koneen yksittäisten sylinterien vääntösignaalien perusvektoriesitykseen. Vääntösignaalin uudelleenkoos-35 teestä, joka on mitattu ja käsitelty, kuten yllä on kuvattu yksittäisten sylinterien vääntösignaalien perus- 41 82555 vektoriesitykseksi, muodostetaan painotuskertoimet ja jäännös. Painotuskertoimet ovat suoritusmittoja kuten yksittäisen sylinterin puristus, kun taas jäännös muodostaa mittaussignaalin jäännösosan, jota ei voida nimetä 5 tietylle koneen sylinterille. Painotuskertoimet ja jäännös tallennetaan analyysiyksikön datapankkiin, kuten yllä on kuvattu viitaten kuvioon 17.

Kuvion 18 yläosassa on esitetty mallin kehittäminen, joka edustaa koneen nro 1 toimintaa. Periaatteessa malli 10 on yhdistelmä mallista, joka edustaa koneen yksittäisten sylintereiden vastetta normaalin puristus- ja sytytys-jakson aikana ja yksittäisten sylintereiden kehittämän vasteen siirrosta kampiakselin läpi. Siten käyrä, joka edustaa vääntömomenttia, jonka on kehittänyt tietty 15 sylinteri, esimerkiksi sylinteri nro 1, palamisen aikana ja vakiolla Δθ :n arvolla syötetään päätteelle 402 ja sitä käsitellään käyttämällä nopeaa fourier-muunnos-(FFT) algoritmia. Lohkossa, jota on merkitty FFT ja se syötetään ulos vaihesiirtolohkoon, jota on merkitty fa(f.

20 Vaiheensiirtolohkossa bf signaali, joka on muunnettu FFT-lohkossa kerrotaan kompleksiluvulla, joka edustaa vaihesiirtokulmaa sylinteristä nro 1 sylinteriin nro n. Vaiheensiirtolohkon ΔΡ ulostulo edustaa vääntömomentti-käyrän spektriä sylintereiden 1-n palamisen aikana.

25 Samalla tavoin käyrä, joka edustaa tietyn sylinterin, esimerkiksi sylinterin nro 1 kehittämää vääntömomenttia palamisen aikana ja vakiolla kulman fcQ arvolla syötetään edelleen nopean fourier-muunnoksen-lohkoon, jota on merkitty FFT sisääntuloliittimen 403 kautta. Edelleen hf-30 lohko on muodostettu, jossa FFT-lohkon kehittämä signaali edustaen spektriä sylinterin nro 1 puristuksen aikana muunnetaan spektreiksi, jotka edustavat vääntömomentti-käyrän yksittäisiä spektrejä sylinterien 1-n puristuksen aikana. Vääntömomenttikäyrän spektriä palamisen aikana 35 on merkitty Xp ja vääntömomenttikäyrän spektriä puristuksen aikana on merkitty XR ja ne syötetään siirtofunktion 42 82555 simuloivaan lohkoon, jossa vääntömomenttikäyrien spektrit palamisen ja puristuksen aikana vastaavasti, toisin sanoen X_ ja X„ muunnetaan kampiakselin siirtofunktion mukaisesti, kuten alla kuvataan kampiakselin vastespektrin kehittä-5 miseksi, joka edustaa vääntömomenttikäyrää vastaavasti palamisen ja puristuksen aikana. Xp-spektriä käsitellään lohkossa, jota on merkitty Yp(j<J) = H(jcJ) x Xp(j«J), jossa H edustaa kampiakselin siirtofunktiota, Xp edustaa vääntömomenttikäyrän spektriä palamisen aikana ja ϊρ 10 edustaa spektrivastetta tai vääntömomenttikäyrän spektriä. Samalla tavoin vääntömomenttikäyrän spektriä puristuksen aikana, XR, käsitellään lohkossa, jota on merkitty YK(jui) = H(jtJ) x XR(jiJ), jossa H merkitsee yllä mainittua kampiakselin siirtofunktiota, jota kuvataan alla, 15 xR edustaa vääntömomenttikäyrän spektriä puristuksen aikana ja YR edustaa spektrivastetta tai vääntökäyrän spektriä. Vääntöspektrivasteita Yp ja Y^ käsitellään edelleen käänteisessä nopean fourier-muunnoksen-lohkossa, jota on merkitty FFT käyrien kehittämiseksi, jotka edustavat 20 vääntöä palamisen tai puristuksen aikana vastaavasti.

Vääntökäyrät syötetään dataväylän 400 läpi yllä mainitulle I pienimmän neliösumman lohkolle LSF.

Kampiakselin siirtofunktio kehitetään käyttämällä sisääntulomatriisigeneraattoria IMG, siirtomatriisi-25 generaattoria TMG ja siirtofunktiogeneraattoria, jota on merkitty GEN H. Mallin perusteella: n X = A * X 4 £ Bj x Uj 30 i = 1 jossa X ja X edustavat vastaavasti vääntöä ja väännön muutosnopeutta kampiakselin läpi, A on vakio ja on vakio, joka määrittää yleisvaikutuksen kampiakseliin 35 vääntömomentista u^, joka vaikuttaa kampiakselin osaan i. Hyvin tunnettujen matriisilaskelmien mukaisesti yllä

II

43 82555 esitetty yhtälö muuntuu muotoon: H(S) = C x (Sxl - A) x B^, jossa H(S) on kampiakselin siirtofunktio, C on vektori, joka merkitsee kampiakselin vääntöä tietystä kampiakselin osasta, S on kompleksitaajuus, j , I on 5 yksikkömatriisi ja A ja on määritetty yllä. IMG:n sisääntulossa 404 kampiakselin osan määrittävä kokonaisluku i syötetään ja IMG:n ulostulo syöttää vastaavat B^:n arvot siirtofunktiogeneraattorille GEN H. TMG:n sisääntulossa 405 kampiakselin parametrit, kuten parametrit, 10 jotka liittyvät inertiaan, jäykkyyteen tai lujuuteen, kitkaan, jne. syötetään TMG:lie ja ulostuloon TMG kehittää yllä esitetyn (Sxl-A) ^, joka syötetään siirtofunk-tiogeneraattorilohkoon GEN H. Siirtofunktiogeneraattori-lohkon GEN H ulostulo syöttää kampiakselin siirtofunktion 15 H(s) yllä kuvatuille lohkoille, joita on merkitty

Yp(jU) = H (j («J) xXp(jkf) ja YR( j<*>) = H (j iJ ) x XR( j ui) .

Vaikka keksintöä on kuvattu viitaten piirustuksiin, jotka esittävät keksinnön tiettyjä suoritusmuotoja, on ymmärrettävää, että keksintö ei ole rajoitettu yllä 20 esitettyihin suoritusmuotoihin. Useita modifikaatioita voidaan kehittää esillä olevan keksinnön puitteissa siten kuin se on määritelty oheisissa patenttivaatimuksissa.

Claims (22)

1. 44 82555
2. 1. Menetelmä syklisesti liikkuvan, tehoa kehittä-vän tai tehoa välittävän elementin toiminnan tarkkailemi-5 seksi, tunnettu siitä, että se käsittää vaiheet (a) elementin ensimmäisen ja toisen pisteen syklisen liikkeen tarkkaileminen kehittämällä ensimmäinen ajan suhteen muuttuva mittaussignaali, joka edustaa ensimmäisen pisteen ainakin yhtä täyttä liikesykliä, ja toinen 10 ajan suhteen muuttuva mittaussignaali, joka edustaa toisen pisteen ainakin yhtä täyttä liikesykliä, (b) ensimmäisen ja toisen pisteen liike-eroa edustavan ajan suhteen muuttuvan erosignaalin kehittäminen ensimmäisestä ja toisesta ajan suhteen muuttuvasta sig- 15 naalista, (c) ajan suhteen muuttuvan vertailusignaalin muodostaminen, joka vertailusignaali edustaa normaalia tai epänormaalia toimintatilaa, ja ajan suhteen muuttuvan vertailusignaalin tallentaminen muistivälineeseen ja 20 (d) ajan suhteen muuttuvan erosignaalin ja ajan suhteen muuttuvan vertailusignaalin vertaaminen siten, että määritetään suorittaako elementti normaalia tai epänormaalia toimintaa määrittämällä ylittääkö mikään poikkeama ajan suhteen muuttuvan erosignaalin ja normaalia 25 toimintatilaa edustavan ajan suhteen muuttuvan vertailu- signaalin välillä ennalta määrätyn rajan tai vastaavasti tunnistamalla ajan suhteen muuttuva erosignaali ajan suhteen muuttuvaksi vertailusignaaliksi, joka edustaa epänormaalia toimintatilaa. .30 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheet (a), (b), (c) ja (d) toistetaan.
3. 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se edelleen käsittää vaiheen 35 (e) vaiheessa (b) kehitetyn ajan suhteen muuttuvan II 45 82555 erosignaalin tallentaminen muistivälineeseen.
4. 4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että elementin ensimmäisen ja toisen pisteen sykliset liikkeet ovat pyörimisiä ja 5 että ensimmäinen ja toinen ajan suhteen muuttuva mittaussignaali edustaa vastaavasti ensimmäisen pisteen ainakin yhtä täyttä pyörähdyssykliä ja toisen pisteen ainakin yhtä täyttä pyörähdyssykliä.
5. 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, 10 tunnettu siitä, että ensimmäinen ja toinen piste ovat aksiaalisesti erillään pyörivää kappaletta pitkin.
6. 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäinen ja toinen ajan suhteen muuttuva mittaussignaali on kehitetty pyörivän 15 liikkeen ilmaisevan välineen avulla, joka on sovitettu radiaalisesti sivuun pyörivän kappaleen pyörivän akselin suhteen.
7. 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pyörivän liikkeen ilmaiseva 20 väline kehittää signaaleja, jotka edustavat pisteiden kulmaliikelisäyksiä aikalisäysten funktioina.
8. 8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että aikalisäysten funktioita olevat kulmaliikelisäykset on näytteytetty vakiokulmali- 25 säysten ja muuttuvien aikalisäysten esityksiksi tai vaihtoehtoisesti aikalisäysten funktioita olevat kulmaliike-lisäykset on näytteytetty vakioaikalisäysten muuttuvien kulmalisäysten esityksiksi.
9. 9. Jonkin patenttivaatimuksen 5-8 mukainen mene- 30 telmä, tunnettu siitä, että ensimmäinen ja toinen ajan suhteen muuttuva mittaussignaali on muodostettu pyörivän liikkeen ilmaisevien sovitelmien avulla, jotka kukin käsittävät ainakin kaksi yksittäistä ilmaisinlaitetta sovitettuina eri kulmiin pyörivän kappaleen pyörivän ak- 35 selin suhteen. 46 82555
10. 10. Jonkin patenttivaatimuksen 1-9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ajan suhteen muuttuva vertailusignaali on muodostettu yhdistämällä elementin siirtofunktio ja elementin kehittämä vääntömomentti tai 5 elementtiin kohdistettu vääntömomentti.
11. 11. Jonkin patenttivaatimuksen 1-9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ajan suhteen muuttuva signaali on muodostettu tallentamalla vaiheessa (b) kehitetty signaali, joka edustaa normaalia tai epänormaalia 10 toimintatilaa.
12. 12. Laite syklisesti liikkuvan, tehoa kehittävän tai tehoa välittävän elementin toiminnan tarkkailemiseksi tarkkailemalla elementin ensimmäisen ja toisen pisteen syklisiä liikkeitä, tunnettu siitä, että se kä- 15 sittää (a) ensimmäisen ja toisen liikkeen ilmaisevan välineen (14, 16; 58, 59) ensimmäisen ajan suhteen muuttuvan mittaussignaalin kehittämiseksi, joka edustaa ensimmäisen pisteen ainakin yhtä täyttä liikesykliä, ja toisen 20 ajan suhteen muuttuvan mittaussignaalin kehittämiseksi, joka edustaa toisen pisteen ainakin yhtä täyttä liikesykliä, (b) erovälineen (26, 68) ensimmäisen ja toisen pisteen liikkeiden eroa edustavan ajan suhteen muuttuvan 25 erosignaalin kehittämiseksi ensimmäisestä ja toisesta ajan suhteen muuttuvasta mittaussignaalista, (c) muistivälineen (34, 72) normaalia tai epänormaalia toimintatilaa edustavan ajansuhteen muuttuvan ver-tailusignaalin tallentamiseksi ja 30 (d) komparaattorivälineen (36; 78) ajan suhteen muuttuvan erosignaalin ja ajan suhteen muuttuvan vertai-lusignaalin vertaamiseksi siten, että määritetään suorittaako elementti normaalia tai epänormaalia toimintaa määrittämällä ylittääkö mikään poikkeama ajan suhteen muut- 35 tuvan erosignaalin ja normaalia toimintatilaa edustavan II 47 82555 ajan suhteen muuttuvan vertailusignaalin välillä ennalta määrätyn rajan tai identifioimalla ajan suhteen muuttuva erosignaali epänormaalia toimintatilaa edustavaksi ajan suhteen muuttuvaksi vertailusignaaliksi.
13. 13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen laite, tun nettu siitä, että ensimmäinen ja toinen liikkeen ilmaiseva väline (14, 16; 58, 59), eroväline (26, 68) ja komparaattoriväline (36, 78) on sovitettu toimimaan jatkuvasti .
14. 14. Patenttivaatimuksen 12 tai 13 mukainen laite, tunnettu siitä, että tehoa kehittävän tai tehoa välittävän elementin (12; 56) syklinen liike on syklinen pyörintä, että ensimmäinen ja toinen liikkeen ilmaiseva väline muodostuvat vastaavasti ensimmäisestä (14; 58) ja 15 toisesta (16; 59) pyörivän liikkeen ilmaisevasta välineestä ja että ensimmäinen ja toinen ajan suhteen muuttuva mittaussignaali edustavat vastaavasti ensimmäisen pisteen ainakin yhtä täyttä pyörintäsykliä ja toisen pisteen ainakin yhtä täyttä pyörintäsykliä.
15. 15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen laite, tun nettu siitä, että ensimmäinen ja toinen piste ovat aksiaalisesti erillään pyörivää kappaletta pitkin.
16. 16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen laite, tunnettu siitä, että ensimmäinen ja toinen pyörivän 25 liikkeen ilmaiseva väline (14, 16; 58, 59) on sovitettu radiaalisesti sivulle pyörivän kappaleen pyörivään akseliin nähden.
17. 17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen laite, tunnettu siitä, että pyörivän liikkeen ilmaiseva väline 30 (14, 16; 58, 59) kehittää signaaleja, jotka edustavat pisteiden kulmaliikelisäyksiä aikalisäysten funktiona.
18. 18. Patenttivaatimuksen 17 mukainen laite, tunnettu siitä, että se edelleen käsittää näytteytys-välineen kulmaliikelisäysten näytteyttämiseksi vakiokul- 35 malisäysten ja ajan suhteen muuttuvien lisäysten esityk- 48 82555 seksi tai vaihtoehtoisesti näytteytysvälineen kulmaliike-lisäysten näytteyttämiseksi, jotka ovat aikalisäysten funktioita, jotka on näytteytetty vakioaikalisäysten vaihtelevien kulmalisäysten esityksiksi.
19. 19. Jonkin patenttivaatimuksen 15-18 mukainen lai te, tunnettu siitä, että ensimmäinen ja toinen pyörivän liikkeen ilmaiseva väline (14, 16; 58, 59) käsittävät molemmat ainakin kaksi yksittäistä ilmaisinlai-tetta sovitettuina eri kulmiin pyörivän kappaleen pyöri- 10 vän akselin suhteen.
20. 20. Jonkin patenttivaatimuksen 12-19 mukainen laite, tunnettu siitä, että ajan suhteen muuttuva vertailusignaali on muodostettu yhdistämällä elementin (12; 56) siirtofunktio ja elementin kehittämä vääntömo- 15 mentti tai elementtiin kohdistettu vääntömomentti.
21. 21. Jonkin patenttivaatimuksen 12-19 mukainen laite, tunnettu siitä, että ajan suhteen muuttuva signaali on muodostettu tallentamalla erovälineen (26; 68. kehittämä signaali, joka edustaa normaalia tai epä- 20 normaalia toimintatilaa.
22. 22. Menetelmä mallin muodostamiseksi, joka edustaa syklisesti pyörivän tehoa välittävän tai tehoa kehittävän elementin kiertoliikettä, tunnettu siitä, että se käsittää 25 (a) elementtiä edustavan siirtofunktion muodosta misen (b) elementtiin kohdistuvaa tai elementin kehittämää vääntömomenttia edustavan signaalin kehittämisen ja (c) siirtofunktion ja signaalin kertomisen siten, 30 että kehitetään signaali, joka sisältää elementin kierto liikettä koskevaa informaatiota. Il 49 82555