JP2014135051A - 外部入力または互換可能なオペレーティングハードウェアを有するドータボードを使用する振動監視システムにおけるそれぞれ異なるタイプのセンサの対応 - Google Patents

Abstract

【課題】監視システムのコントローラのセンサ変更を容易にする。
【解決手段】監視システムは、第１のプリント回路基板は、電気回路および信号処理ハードウェアを含む。第１のセンサは、第１のオペレーティングパラメータを有し、第２のプリント回路基板と電気通信しており、第２のプリント回路基板は、信号を処理するように構成された信号処理ハードウェアを含む。第２のプリント回路基板は、コネクタを通して第１のプリント回路基板と電気通信している。コネクタは、第１のセンサの第１のオペレーティングパラメータとは異なる第２のオペレーティングパラメータを有する第２のセンサを動作させるために第３のプリント回路基板の挿入および除去を可能にするように構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、機器監視システムに関し、詳細には、互換可能なオペレーティングハードウェアを有する監視システムに関する。

機器監視システムは、ガスタービン、コンプレッサ、モータ、およびジェネレータなどの生産資産の信頼性および性能を改善するのを助けるために使用される。とりわけ、ロータなどのガスタービン構成要素の振動監視は、ガスタービンシステムパラメータの必要とされる保守または必要とされる調整を予測するのを助けることができる。このタスクのために複数の振動センサタイプが使用され得る。各振動センサタイプは、それぞれ異なるオペレーティングパラメータを有してよい。さらに、それぞれ異なるセンサタイプはそれぞれ、振動センサを動作させ感知するためにそれぞれ異なるハードウェアを必要とする可能性がある。

前に知られている実施例では、コントローラは、入力電圧を受け取り、その電圧をセンサが必要とする入力電圧に変換した。次いで、センサは１つの機器を監視して、信号をコントローラに返した。次いで、コントローラは、その信号を処理して（フィルタ／増幅／減衰して）プロセッサへの入力のためにアナログ信号をデジタル信号に変換し、プロセッサはその信号を操作して解釈に適した形のデータにした。次いで、データは、所望に応じて出力デバイスに送信されることが可能であった。容易に理解されるように、近接センサ、加速度計センサ、および速度計センサなどのそれぞれ異なるタイプの振動センサは、それぞれコントローラの中に専用ハードウェアおよび回路を必要とした。それぞれ異なるタイプの振動センサに対して柔軟であるように、１つの特定のタイプの振動センサには１セットのハードウェアおよび回路しか使用されない可能性があったという事実にもかかわらず、多くのコントローラがいくつかのそれぞれ異なるタイプの振動センサのためのハードウェアおよび回路を含んでいた。エンドユーザが別のタイプの振動センサへの変更を必要とした場合は、コントローラの中のジャンパのセットを操作して変換をすることができた。

しかし、エンドユーザが、第１のセンサとかなり異なる第２のセンサへの変更を所望した場合は、プロセスがはるかに複雑で費用がかかるようになり、センサのための新しい電圧供給、新しい入力／出力ハードウェアなど、別のハードウェアを必要とした。例えば、異なる電圧供給、例えば−２４ボールトから５ボールトを必要とする２つの振動センサ間での計画的切換では、エンドユーザは、所望の変更をサービス担当者に伝えなければならなかった。次いで、サービス担当者は、どんな変更が必要とされるかを判定しなければならず、変更のための計画を書き、その計画をファイルし、その変更をするためにサービス技術者が現場を訪問するようスケジューリングした。いくつかの理由から、このプロセスは、しばしば費用がかかるようになり、リードタイムが長く、これらは両方ともエンドユーザには不都合であった。

前述のように、ときどきエンドユーザは１つの振動センサタイプから別の振動センサタイプに切り換え、新しい必要とされるハードウェアに対応するためにモニタモジュールに対する変更を必要とする。１つの監視モジュール上にいくつかのそれぞれ異なるタイプの振動センサに必要とされるハードウェアをすべて含むことは難しく、必要な変更は、時間と費用がかかる可能性がある。したがって、１つの振動センサタイプから別の振動センサタイプに切り換えるのに必要とされる費用と時間を低減するために監視システムに対する改善が必要である。

以下の概要は、本明細書で論じられるシステムおよび／または方法のいくつかの態様の基本的理解を提供するために簡略化された概要を提示する。本概要は、本明細書で論じられるシステムおよび／または方法の広範囲にわたる概観ではない。本概要は、主要な／不可欠な要素を識別すること、または、そのようなシステムおよび／または方法を概説することを意図するものではない。本概要の唯一の目的は、いくつかの概念を、後ほど提示されるより詳細な説明への前置きとして、簡略化した形式で提示することである。

本発明の一態様は、第１のオペレーティングパラメータを有する第１のセンサを含む監視システムを提供する。第１のセンサは状態を監視し信号を生成するように構成される。監視システムはまた、電気回路および信号処理ハードウェアを含む第１のプリント回路基板を含む。監視システムは、第１のプリント回路基板と電気通信しているコネクタをさらに含む。監視システムは第２のプリント回路基板をさらに含む。第１のセンサは第２のプリント回路基板と電気通信しており、第２のプリント回路基板は信号を処理するように構成された信号処理ハードウェアを含む。コネクタは、第２のプリント回路基板を、コネクタを通して第１のプリント回路基板と電気通信している状態に選択的に置くように構成される。コネクタは、第１のセンサの第１のオペレーティングパラメータとは異なる第２のオペレーティングパラメータを有する第２のセンサを動作させるために第３のプリント回路基板の挿入および除去を可能にするように構成される。

本発明の他の態様は、第１のオペレーティングパラメータを有する第１のセンサを含む監視システムを提供する。第１のセンサは状態を監視し信号を生成するように構成される。監視システムはまた、第１のプリント回路基板を含む。第１のプリント回路基板は、プロセッサを含まないが、アナログ−デジタルハードウェア回路および出力回路を含む。監視システムは、第１のプリント回路基板と電気通信しているコネクタをさらに含む。監視システムは、第２のプリント回路基板をさらに含む。第１のセンサは、第２のプリント回路基板と電気通信しており、第２のプリント回路基板は、信号を処理するように構成された信号処理ハードウェアを含む。コネクタは、第２のプリント回路基板を、コネクタを通して第１のプリント回路基板と電気通信している状態に選択的に置くように構成される。コネクタは、第１のセンサの第１のオペレーティングパラメータとは異なる第２のオペレーティングパラメータを有する第２のセンサを動作させるために第３のプリント回路基板の挿入および除去を可能にするように構成される。

本発明の他の態様は、動作している機器の状態を監視する方法を提供する。本方法は、少なくとも１つの動作している機器を提供するステップを含む。本方法は、監視システムを使用して１つの動作している機器の状態を監視するステップをさらに含む。監視システムは、第１のオペレーティングパラメータを有する第１のセンサを含む。第１のセンサは、状態を監視し信号を生成するように構成される。監視システムは第１のプリント回路基板をさらに含む。第１のプリント回路基板は電気回路および信号処理ハードウェアを含む。監視システムはまた、第１のプリント回路基板と電気通信しているコネクタを含む。監視システムは第２のプリント回路基板をさらに含む。第１のセンサは第２のプリント回路基板と電気通信している。第２のプリント回路基板は、信号を処理するように構成された信号処理ハードウェアを含む。コネクタは、第２のプリント回路基板を、コネクタを通して第１のプリント回路基板と電気通信している状態に選択的に置くように構成される。コネクタは、第１のセンサの第１のオペレーティングパラメータとは異なる第２のオペレーティングパラメータを有する第２のセンサを動作させるために第３のプリント回路基板の挿入および除去を可能にするように構成される。

本発明の前述のおよび他の特徴は、添付の図面を参照しながら以下の説明を読めば、本発明が関係する当業者には明らかになるであろう。

本発明の少なくとも１つの態様による例示的振動監視システムの概略図である。 特定の振動センサのために必要とされるドータボード上のハードウェアおよび回路を示す、図１と同様の図である。 ドータボード上にプロセッサを含むことおよびモニタモジュールからのプロセッサがないことを例示する、本発明の他の態様の概略図である。 第１のセンサとモニタモジュールとの間に配置された接続箱を含む監視システムの概略図である。 動作している機器の状態を監視する例示的方法のトップレベル流れ図である。

本発明の１つまたは複数の態様を含む例示的実施形態が説明され図面に例示されている。これらの例示されている実施例は、本発明を限定することを意図するものではない。例えば、本発明の１つまたは複数の態様は、他の実施形態およびさらには他のタイプのデバイスにおいて利用されることが可能である。提示された実施例は、例示の目的のためのみであり、本開示の範囲に対する詳細な限定を提示する必要がないことを理解されたい。さらに、本明細書で使用されるある種の専門用語は、便宜のためのみであり、本発明に対する限定とみなされるべきではない。さらに、図面では、同じ参照番号は同じ要素を示すために使用される。

本明細書で使用される場合は、用語「プロセッサ」は、マイクロコントローラ、縮小命令セット回路（ＲＩＳＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、論理回路、および本明細書に記載の機能を実行することができる任意の他の回路またはプロセッサを使用するシステムを含む任意のプログラマブルシステムを含んでよい。本明細書に記載の実施例は、例示のみであり、したがって、用語「プロセッサ」の定義および／または意味を決して限定することを意図するものではない。

図１には、本発明の態様による監視システム１０の一例が概略的に示されている。監視システム１０は、動作している機器、例えばガスまたは他の燃料タービン１２（概略的に示されている）の状態を監視するためのものである。一実施例では、タービン１２の監視された状態は、タービン１２またはタービン１２の特定の構成要素、例えばタービンロータの振動でよい。第１のセンサ１６は、タービン／タービン構成要素に関して、センサが構成要素の状態（例えば振動）を検知し監視することができるように配置される。いくつかの場合には、これは、第１のセンサ１６を、その状態が監視されるべき動作している機器（例えばタービン／タービン構成要素）に直接またはそのごく近くに取り付けることを必要とする。

監視システム１０および関連方法は、回転体（例えばタービン／タービン構成要素）に関して説明されるが、本発明は回転体と共にのみ使用されることに限定されないことを当業者は理解するべきであることに留意されたい。そうではなく、本発明は、任意の動体と共に使用されることが可能である。さらに、本発明は、振動を分析することに関してのみ本明細書で説明される。しかし、当業者には理解されるであろうように、本発明はまた、動体の任意の動きを分析するために使用されることが可能である。さらに、本明細書では、第１のセンサ１６は、様々なタイプの振動センサ、例えば近接センサ、加速度計、速度計、または他のものを含んでよい振動センサに関してのみ説明される。しかし、任意の数の他のセンサが監視システム１０に組み込まれてもよい。他の実施例では、センサは、地震センサ、周囲温度センサ、周囲湿度センサ、または当技術分野で知られている任意の数の他のセンサを含んでよい。

提示された実施例の中では、第１のセンサ１６は、タービン１２または動作している機器としてのタービン１２の構成要素の状態（例えば振動）を監視するように構成される。したがって、以下では、実施例が、一般的にタービン１２に関連して議論される。しかし、本発明は、議論された実施例にそのように限定されないことを理解されたい。

第１のセンサ１６は、任意の数の製造業者からの任意の数の市販されているセンサでよい。もちろん、それぞれ異なるモデルおよび製造業者のセンサは、特定の（すなわち、それぞれ異なる）オペレーティングパラメータを有する。例えば、１つの振動センサは、適切に動作するために−２４ボルト電源電圧（または励起電圧）を必要とする可能性がある。それとは対照的に、別の振動センサは、５ボルト電源電圧を必要とする可能性がある。

監視プロセス中、第１のセンサ１６は、コントローラ２０からケーブル２２を介して電源電圧を受け取る。電源電圧は、第１のセンサ１６が信号を生成するために電力を提供する。信号、または時間の経過に伴う信号の変化は、しばしば、タービン１２またはその構成要素の１つの状態に比例する。特定のタイプの振動センサでは、信号は、振動センサが取り付けられている構成要素の振動の速度に比例する可能性がある。他のタイプの振動センサでは、信号は、振動センサが取り付けられている構成要素の変位に比例する可能性がある。さらに他の実施例では、信号は、振動センサが取り付けられている構成要素の加速度に比例する可能性がある。

信号は、しばしば、アナログ信号であるが、他のタイプの信号も考えられる。信号は、第１のセンサ１６からケーブル２２を通してコントローラ２０に送信される。ケーブル２２を見てみると、このケーブルはもちろん概略的に示されており、様々な構造／構成でよい。ケーブル２２の構造／構成を介して、第１のセンサ１６は、少なくとも１本のワイヤ３０を介してコントローラ２０に動作可能に接続される。明瞭には、ワイヤ（複数可）３０は、複数のワイヤでもよく、配線束として提供されてもよく、単にワイヤと呼ばれてもよい。複数または束の中のそれぞれ異なるワイヤは、それぞれ異なる機能を遂行することができる。ワイヤ（複数可）３０は、第１のセンサ１６に動作可能に接続されるように延在し、コントローラ２０に動作可能に接続されるようにある距離に延在する。ワイヤ（複数可）３０は、シース、保護ブレード、および／または絶縁体の中に入れられることが可能である。電源電圧および／または電気信号（例えば、制御および／または感知）は、第１のセンサ１６とコントローラ２０との間のワイヤ（複数可）３０を通る。

コントローラ２０は、モニタモジュール３４またはマザーボード（概略的に示されている）を含む。モニタモジュール／マザーボード３４、およびその上の部分は、第１のプリント回路基板の実施例である。モニタモジュール３４は、第１のセンサ１６から提供された信号を受信し、モニタモジュール３４上に含まれた電気回路３６および信号処理ハードウェアを使用して、任意の数のやり方で信号を処理することができる。モニタモジュール３４は、すべて信号処理ハードウェアの例であり得るアナログ−デジタルコンバータ３８、プロセッサ４０、および出力回路４４を含んでよい。一実施例では、モニタモジュール３４の中のアナログ−デジタルコンバータ３８は、アナログ信号をデジタル信号に変換することができる。プロセッサ４０は、特定のタイプの振動センサ（例えば、近接、加速度計、速度計など）のためのデジタル信号を解釈し、デジタル信号に対する任意の必要な訂正を実行するソフトウェアを含んでよい。次いで、訂正されたデジタル信号は、後ほど取り出すために電子メモリ（図示せず）に入れられてもよく、または信号は、適切な出力４８を通して取り出すために出力回路４４に移されてもよい。１つの例示的出力４８は、標準的なデータポートでよい。代替として、訂正されたデジタル信号は、例えば双方向通信システム、アンテナなどの他の例示的出力４８を介して、他のコンピューティングシステムまたは他の場所に送信されることが可能である。

例示の概略性のため示されていないが、モニタモジュール３４は、複数のプリント回路基板を含んでよい。さらに、１つのモニタモジュール３４はまた、特定の様式の振動センサに対応するように設計された独自の特定のハードウェアをそれぞれ有する複数の電気回路３６を含んでよいことを理解されたい。振動センサ１６から入力した信号は、モニタモジュール３４上に配置されたジャンパ（図示せず）を通して所望のハードウェアに送られることが可能である。図１は、コントローラ２０の簡略版を示し、コントローラ２０は、様々な特徴を含んでよく、そのような特徴は、本発明の一部分でなくてもよいことに留意されたい。

モニタモジュール３４はまた、モニタモジュール３４の部分と電気通信している電気コネクタ５２を含む。より詳細には、電気コネクタ５２は、モニタモジュール３４上に含まれている電気回路３６と電気通信している。一実施例では、電気コネクタ５２は、モニタモジュール３４に取り付けられたいくつかのジャンパの１つでよい。他の実施例では、電気コネクタ５２は、複数のピン５６を有するベルクストリップコネクタを含んでよい。図１は、２１ピン５６を利用する単列電気コネクタ５２を概略的に示すが、他の電気コネクタ５２も考えられる。一実施例では、９〜１０ピンジャンパがモニタモジュール３４上に含まれてもよい。電気コネクタ５２は、第２のプリント回路基板の例であるドータボード６０または外部入力ボードなどのハードウェアを、挿入を介してモニタモジュール３４と動作可能に接続している（例えば電気通信している）状態に選択的に置くように構成される。さらに、ドータボード６０は、ケーブル２２／ワイヤ３０と動作可能に接続している（例えば、電気通信している）、したがって、ドータボードは、センサ１６とモニタモジュール３４との間の動作可能な接続（例えば電気通信）の一部分を形成する。図１の中では、ドータボード６０は、追加のハードウェア、構造物、接続などを有しない／ホストしないことを理解されたい。動作可能に接続されたドータボード６０の提供は、本発明の一態様による。

ときどき、タービン１２などの機器のオペレータは、第１のセンサ１６を異なるタイプ（例えば、近接、加速度計、速度計など）の振動センサに取り替えたい、または変更したいと思うことがある。異なるハードウェアまたは異なる電圧供給を必要とするセンサ変更の場合は、必要とされるハードウェアまたは電圧供給はドータボード６０上に含まれてよく、これは所望の変更に対応するためにモニタモジュール３４を変更する必要をなくす。

図２は、異なる振動センサに対応するためのハードウェアを含むドータボード６０の実施例の概略図である。この実施例のための比較として、第１のセンサ１６（図１）は、第１のオペレーティングパラメータ（例えば、−２４ボルト電源電圧を必要とし、負の信号を生成することができる１つの特定のタイプのものでよい）を有してよい。様々な理由から、エンドユーザは、第１のセンサ１６から、第１のセンサ１６の第１のオペレーティングパラメータとは異なる第２のオペレーティングパラメータを有する第２のセンサ６２（図２）に変更したいと思うことがある。例えば、第２のセンサ６２は、５ボルト電源電圧を必要とし、５ボルト未満の正の信号を生成することができる。

サービス担当者および／またはサービス技術者に、モニタモジュール３４上のハードウェアを変更するために計画を実行するよう要求するのではなく、振動センサ変更には、以下の実施例を使用して対応することができる。モニタモジュール３４上に含まれた電源ハードウェア６４は、第１のセンサ１６（図１に最も良く見られる）に適した必要な−２４ボルト電源電圧を提供し、実際、電源電圧を変更するドータボードを必要としない。本明細書に記載の監視システムおよび方法の前には、この電源電圧は、第１のセンサ１６に直接配送された。しかし、モニタモジュール３４および第２のセンサ６２と電気通信しているドータボード６０の存在は、第２のセンサ６２の特定のオペレーティングパラメータに適するように第２の電源電圧を変更するために使用されることが可能である。この実施例では、電源電圧を−２４ボルトから−５ボルトに変換する調整器６８が、ドータボード６０上に取り付けられる、接続される、またはそうでなければ提供されることが可能である。ドータボード６０はまた、変更された電源電圧の極性を−５ボルトから５ボルトに逆転する逆転ピン（図示せず）を含んでもよい。次いで、適切な電源電圧は、ケーブル２２の中のワイヤ（複数可）３０を介して第２のセンサ６２に送られることが可能である。この構成では、第１のセンサ１６から延在しているケーブル２２の中のワイヤ（複数可）３０は、モニタモジュール３４と電気通信しているドータボード６０上で終わる。したがって、選択的接続によって、前のドータボード６０の除去、および、ドータボードが電気コネクタ５２／ピン５６を介してモニタモジュール（マザーボード３４）に速やかに接続可能である態様と結合された、選択されたセンサのための必要な態様を提供する異なるそれぞれのドータボード６０の挿入を介して、センサ変更（例えば交換）は、本発明の一態様による速やかさおよび効率を提供する。

図１に戻ると、電気コネクタ５２は、すべて第３のプリント回路基板の例であり得る任意の数の追加のドータボード７０の挿入／除去など（例えば交換）を可能にするように構成されることを理解されたい。図示されている実施例では、追加のドータボード７０は、他のセンサ６２に関連する。追加のドータボード７０は、明瞭にするために、および図面が乱雑になるのを避けるために、分離して図示されていることを理解されたい。もちろん、追加のドータボード７０は、交換の後にモニタモジュール３４に（例えば、コネクタ５２／ピン５６構成を介して）動作可能に接続されることを理解されたい。あるいは、別のコネクタ５２／ピン５６構成が提供される場合、最初のドータボード６０／センサ１６が動作可能な接続のままであるべきである場合は、追加のドータボード７０／関連センサ６２は追加物でよい。

上記の実施例において説明されているように、任意の特定のドータボード（例えば７０）は、適切なオペレーティングパラメータ（例えば電源電圧）を特定のセンサ（例えば６２）に提供するために必要なハードウェアを有してよい。前述の監視システム１０は、エンドユーザが、提案された変更のためのモニタモジュール３４への費用のかかるハードウェア変更、費用のかかるサービス時間、および長いリードタイムの必要なしに、振動センサを変更するためのより大きな量の柔軟性を提供する。通常、これらの変更は、費用と時間のかかる個々のクライアントのためのカスタマイズされた解決策である。

さらに、ドータボード（例えば６０または７０）は、特定のタイプの振動センサ（例えば、速度計タイプのセンサのみ）のための単一のオペレーティングチャネルを含んでもよい。代替として、ドータボード（例えば６０または７０）は、それぞれ異なるタイプの振動センサ（例えば、近接、加速度計、速度計など）に適するように選択的に変更されることが可能である複数のオペレーティングチャネルを含んでもよい。この場合、エンドユーザは、使用中の振動センサのタイプにふさわしいモニタモジュール３４上のジャンパ（図示せず）を介して特定のチャネルを選択することができる。前に知られているモニタモジュールがそれぞれ異なるタイプの振動センサを動作させるための複数のセットのハードウェアを有している可能性がある場合は、前述の監視システム１０は、モニタモジュール３４から不必要なハードウェアおよびソフトウェアの全セットを除去することを可能にする。

理解されるように、さらなる前進形態は、振動センサの出荷が特定の振動センサとの使用に適したドータボードを含むこともできるように、ドータボードのその特定の様式の振動センサとのバンドリングを含んでもよい。新しいタイプの振動センサが市場に参入すれば、新しいドータボードは新しい振動センサと共に設計されパッケージされることが可能なので、エンドユーザは、自分のモニタモジュール３４を変更する必要もなく、または新しいモニタモジュール３４を購入する必要もないであろう。これは、これから開発されなければならない振動センサを含む特定のモニタモジュール３４と共に使用されることが可能である可能な振動センサのほとんど無限のバリエーションを可能にする。

それぞれ異なるセンサはそれぞれ異なるファームウェアを有することができ、使用されている特定の振動センサにどんなソフトウェアが適しているかをモニタモジュール３４に正確に通知するための方式を開発することが必要であり得る。一実施例では、ドータボードは、モニタモジュール３４に適切なソフトウェアを自動的に通知するメモリチップ（図示せず）を含んでよい。他の実施例は、識別ではなく、エンドユーザからモニタモジュール３４への入力を要求するオープンループ構成を含む。他の実施例は、モニタモジュール３４に適切なソフトウェアを通知するために、モニタモジュール３４上に含まれているジャンパのエンドユーザ操作など、他のロジックを含む。

図３は、（電力調整器、フィルタ、増幅器／減衰器、バイアスを含んでよい信号処理ハードウェアの一例である）電気信号処理回路３６がドータボード６０上に配置されている、監視システム１０の別の態様を例示する。この態様では、電気信号処理回路３６は、ただ１つのタイプの振動センサ（例えば第１のセンサ１６）と共に作動するように構成されてよい。次に、モニタモジュール３４は、電気信号処理回路３６を含まない。そうではなく、モニタモジュール３４は、アナログ−デジタルコンバータ３８、プロセッサ４０、および出力回路４４のみを含む。したがって、任意の様式の振動センサと共に使用するのに適したモニタモジュール３４上に残っているハードウェアは、アナログ−デジタルコンバータ３８、プロセッサ４０、および出力回路４４のみである。この構成は、しばしば使用されなくなるモニタモジュール３４上の複数の回路の必要をなくし、各様式の振動センサが容易に除去され取り替えられることが可能であるそれ独自のドータボード６０を使用する、モジュール式監視システム１０を生成する。

監視システム１０の前の態様と同様に、ドータボード６０は、特定のタイプの振動センサ（例えば、速度計タイプのセンサのみ）のための単一のオペレーティングチャネルを含んでよい。代替として、ドータボード６０は、それぞれ異なるタイプの振動センサ（例えば、近接、加速度計、速度計など）に適合するように選択的に変更されることが可能である複数のオペレーティングチャネルを含んでもよい。この場合、エンドユーザは、使用中の振動センサのタイプにふさわしいモニタモジュール３４上のジャンパ（図示せず）を介して特定のチャネルを選択することができる。

他の実施例では、監視システム１０は、モニタモジュール３４と第１のセンサ１６との間の本質的に安全な接続を提供するように構成されたモニタモジュール３４上の接続のセット７２を含んでよい。図示されている接続のセット７２は、モニタモジュール３４とドータボード６０との間の図３におけるボックスとして概略的に示されている。接続のセット７２は、ドータボード６０とコネクタ５２との間に配置されてもよく、またはさらに追加のバージョンとしてドータボード６０の一部分でもよい。接続のセット７２は、監視システム１０の中のいずれかの電気接続において大気にさらされた電気エネルギーおよび／または熱エネルギーが、正常なまたは異常な状況下で爆発性大気に点火するには不十分なレベルにあることを保証することにより、本質的に安全であるように構成される。本質的に安全であるように構成された接続のセット７２は、第１のセンサ１６とワイヤ（複数可）３０との間、ワイヤ（複数可）とドータボード６０との間、ドータボード６０とモニタモジュール３４との間、および任意の他の電気接続を含めて、監視システム１０におけるすべての電気接続に配置されてよいことを理解されたい。したがって、監視システム１０は、危険な濃度の可燃性ガス、蒸気、霧、または浮遊している可燃性粉塵にさらされるエリアにおける使用に適している可能性がある。

図４を参照すると、他の実施例では、監視システム１０は、モニタモジュール３４と第１のセンサ１６との間に配置された接続箱７６（概略的に示されている）を含んでよい。この構成では、ドータボード６０は、依然として第１のセンサ１６およびモニタモジュール３４と電気通信しているが、モニタモジュール３４から遠く離れた場所にある。この構成では、ドータボード６０の場所は、エンドユーザにとってより好都合であり得る。一実施例では、接続箱７６は、エンドユーザが第１のセンサ１６およびその関連ドータボードを同時により都合よく変更することができるように、タービン１２の比較的近くに配置されてよい。モニタモジュール３４は、そのような機器を入れるように構成された制御室または他のエリアなどの適切なエリアに配置されてよい。

動作している機器の状態を監視する例示的方法が図５に全体的に示されている。本方法は、図１〜４に示されている例示的監視システム１０に関連して実施されてよい。本方法は、少なくとも１つの動作している機器を提供するステップ２１０を含む。１つの動作している機器の一例は、タービン１２である。

本方法は、監視システム１０を使用してタービン１２の状態を監視するステップ２２０をさらに含む。一実施例では、タービン１２の監視される状態は、タービン１２またはタービン１２の特定の構成要素、例えばタービンロータの振動であり得る。監視システム１０は、特定のオペレーティングパラメータを有する第１のセンサ１６を含む。例えば、第１のセンサ１６の特定のオペレーティングパラメータは、電源電圧、返された信号の強度などを含んでよい。第１のセンサ１６は、動作している機器の状態を監視し信号を生成するように構成される。第１のセンサ１６は、構成要素に関して、構成要素の状態、例えば振動を適切に検出し監視することができるように配置される。

本方法の監視システム１０はまた、第１のプリント回路基板の一例であるモニタモジュール３４を含む。モニタモジュール３４は、アナログ−デジタルコンバータ３８、プロセッサ４０、および出力回路４４を含むがそれらに限定されない電気回路３６および信号処理ハードウェアを含む。監視システム１０は、モニタモジュール３４と電気通信している電気コネクタ５２をさらに含む。監視システムはまた、第２のプリント回路基板の一例であるドータボード６０を含む。第１のセンサ１６は、信号を処理するように構成された信号処理ハードウェアを含むドータボード６０と電気通信している。

本方法では、電気コネクタ５２は、ドータボード６０を、電気コネクタ５２を通してモニタモジュール３４と電気通信している状態に選択的に置くように構成される。電気コネクタ５２は、第３のプリント回路基板の例である追加のドータボードの挿入および除去を可能にするように構成される。追加のドータボードは、第１のセンサ１６の特定のオペレーティングパラメータとは異なる特定のオペレーティングパラメータを有する第２のセンサ６２を動作させるように構成される。

本明細書に記載の状態を監視する監視システムおよび方法は、資格のある技術者によるサービスコールの必要をなくすことにより、センサ変更に関連するハードウェアを変更するための比較的低コストの代替形態を提供する。さらに、前述の監視システムおよび方法は、監視システムを１つの振動センサから別のモデルまたは別の製造業者の振動センサに変換するために必要とされる時間を大幅に低減することができる。しばしば、この時間低減は、サービス提供会社が、新しい振動モニタのためのコントローラに対してどんな変更が必要とされるかを正確に判定し、次いで、サービス技術者が変更を完成するようにスケジューリングする必要をなくすことに関連する。状態を監視する前述の監視システムおよび方法はまた、不必要な回路およびハードウェアをかなりなくすことができるので、コントローラマザーボード製造のコストを低減することもできる。さらに、前述の監視システムおよび方法は、エンドユーザが多くの市販の振動モニタ間で、とりわけ市場に参入する可能性がある新しい振動モニタに切り換えるためのずっと大きな柔軟性を提供する。

本発明は、前述の例示的実施形態に関連して説明されてきた。変更形態および改変形態が、本明細書を読み理解することにより他の人々に思いつかれるであろう。本発明の１つまたは複数の態様を組み込んだ例示的実施形態は、添付の特許請求の範囲の範囲内に入る限り、すべてのそのような変更形態および改変形態を含むものとする。

１０ 監視システム
１２ タービン
１６ 第１のセンサ
２０ コントローラ
２２ ケーブル
３０ ワイヤ
３４ モニタモジュール
３６ 電気信号処理回路
３８ アナログ−デジタルコンバータ
４０ プロセッサ
４４ 出力回路
４８ 出力
５２ 電気コネクタ
５６ ピン
６０ ドータボード
６２ 第２のセンサ
６４ 電源ハードウェア
６８ 調整器
７０ 追加のドータボード
７２ 接続のセット
７６ 接続箱
２１０ ステップ
２２０ ステップ

Claims (18)

1. 第１のオペレーティングパラメータを有する第１のセンサであって、状態を監視し信号を生成するように構成された第１のセンサと、
   電気回路および信号処理ハードウェアを含む第１のプリント回路基板と、
   前記第１のプリント回路基板と電気通信しているコネクタと、
   第２のプリント回路基板であって、前記第１のセンサが前記第２のプリント基板と電気通信しており、前記信号を処理するように構成された信号処理ハードウェアを含む第２のプリント回路基板と
   を含む監視システムであって、
   前記コネクタが前記第２のプリント回路基板を、前記コネクタを通して前記第１のプリント回路基板と電気通信している状態に選択的に置くように構成され、前記コネクタが、前記センサの前記第１のオペレーティングパラメータとは異なる第２のオペレーティングパラメータを有する第２のセンサを動作させるために前記第２のプリント回路基板の除去および第３のプリント回路基板の挿入を可能にするように構成されている、
   監視システム。
2. 前記第１のセンサが振動センサである、請求項１記載の監視システム。
3. 前記第２のセンサが振動センサである、請求項２記載の監視システム。
4. 前記コネクタが前記第１のプリント回路基板上のジャンパである、請求項１記載の監視システム。
5. 前記第１のプリント回路基板と前記第１のセンサとの間に本質的に安全な接続を提供するように構成された前記第１のプリント回路基板上に接続のセットをさらに含む、請求項１記載の監視システム。
6. 前記第１のプリント回路基板と前記第１のセンサとの間に接続箱をさらに含む、請求項１記載の監視システム。
7. 第１のオペレーティングパラメータを有する第１のセンサであって、状態を監視し信号を生成するように構成される第１のセンサと、
   電力調整器も、フィルタも、増幅器／減衰器も、またはバイアスも含まない信号処理ハードウェアを含まない第１のプリント回路基板であって、アナログ−デジタルハードウェア回路および出力回路を含む第１のプリント回路基板と、
   前記第１のプリント回路基板と電気通信しているコネクタと第２のプリント回路基板とを含む監視システムであって、前記第１のセンサが前記第２のプリント回路基板と電気通信しており、前記第２のプリント回路基板が前記信号を処理するように構成された信号処理ハードウェアを含み、
   前記コネクタが、前記第２のプリント回路基板を、前記コネクタを通して前記第１のプリント回路基板と電気通信している状態に選択的に置くように構成され、前記コネクタが、前記第１のセンサの前記第１のオペレーティングパラメータとは異なる第２のオペレーティングパラメータを有する第２のセンサを動作させるために第３のプリント回路基板の挿入および除去を可能にするように構成される、
   監視システム。
8. 前記第１のセンサが振動センサである、請求項７記載の監視システム。
9. 前記第２のセンサが振動センサである、請求項８記載の監視システム。
10. 前記コネクタが前記第１のプリント回路基板上のジャンパである、請求項７記載の監視システム。
11. 前記第１のプリント回路基板と前記第１のセンサとの間に本質的に安全な接続を提供するように構成された前記第１のプリント回路基板上に接続のセットをさらに含む、請求項７記載の監視システム。
12. 前記第１のプリント回路基板と前記第１のセンサとの間に接続箱をさらに含む、請求項７記載の監視システム。
13. 動作している機器の状態を監視する方法であって、
    少なくとも１つの動作している機器を提供するステップと、
    第１のオペレーティングパラメータを有する第１のセンサを含む監視システムを使用して前記１つの動作している機器の状態を監視するステップであって、前記第１のセンサが前記状態を監視し信号を生成するように構成される、ステップと、
    電気回路および信号処理ハードウェアを含む第１のプリント回路基板と、
    前記第１のプリント回路基板と電気通信しているコネクタと、
    第２のプリント回路基板であって、前記第１のセンサが前記第２のプリント回路基板と電気通信しており、前記信号を処理するように構成された信号処理ハードウェアを含む第２のプリント回路基板とを含み、
    前記コネクタが前記第２のプリント回路基板を、前記コネクタを通して前記第１のプリント回路基板と電気通信している状態に選択的に置くように構成され、前記コネクタが前記第１のセンサの前記第１のオペレーティングパラメータとは異なる第２のオペレーティングパラメータを有する第２のセンサを動作させるために第３のプリント回路基板の挿入および除去を可能にするように構成された方法。
14. 前記第１のセンサが振動センサである、請求項１３記載の監視システム。
15. 前記第２のセンサが振動センサである、請求項１４記載の監視システム。
16. 前記コネクタが前記第１のプリント回路基板上のジャンパである、請求項１３記載の監視システム。
17. 前記第１のプリント回路基板と前記第１のセンサとの間に本質的に安全な接続を提供するように構成された前記第１のプリント回路基板上に接続のセットをさらに含む、請求項１３記載の監視システム。
18. 前記第１のプリント回路基板と前記第１のセンサとの間に接続箱をさらに含む、請求項１３記載の監視システム。