SE0950542A1 - Förfarande för drift av ett pulsgivaresystem samt ett pulsgivaresystem - Google Patents

Description

15 20 25 30 2 oplanerade stopp av maskiner eller anläggningar för service eller utbyte av delar. Detta är oför- delaktigt eftersom det leder till kostsamma produktionsbortfall.

Det är känt inom tekniken att övervaka pulsgivarens kondition. Den optiska pulsgivaren som beskrivs i EP1480344 innefattar en krets som avger en varningssigrial när pulsgivarens kodskiva är förorenad. Användaren informeras då att pulsgivaren behöver service. Emellertid, även om den har visat sig användningsbar, förser pulsgivaren som beskrivs i EPl480344 inte användaren med fullständig information om pulsgivarens status.

DE102007036271 beskriver en pulsgivare av rotationstyp i vilken den återstående livstiden av pulsgivaren beräknas genom summering av antalet utförda varv och subtraktion av varven från ett referensvärde som motsvarar det maximala antalet varv. I beräkningen tas hänsyn till faktorer som påverkar slitage av pulsgivaren, såsom temperatur och vibrationer, vilka kan beaktas genom användning av karakteristiska diagram. Förfarandet som beskrivs i DEl0200703627l är begrän- sad till att beräkna återstående livstid av pulsgivaren med avseende på givarlagrets kondition.

Ingen hänsyn tas till konditionen av andra kritiska delar. I det beskrivna forfarande är det vidare komplicerat att ta hänsyn till den kombinerade effekten av flera faktorer på pulsgivarens återstå- ende livstid.

Följaktligen är det ett syfte med föreliggande uppfinning att tillhandahålla ett enkelt och tillförlit- ligt förfarande för att beräkna pulsgivarens återstående livstid. Ett ytterligare syfte är att åstad- komma en förbättrad pulsgivare som möjliggör för användaren att undvika oplanerade stopp av den process som pulsgivaren kontrollerar.

Sammanfattning av uppfinningen Detta syfte uppnås genom ett förfarande för drift av ett pulsgivaresystem kännetecknat av stegen att: - bestämma ett värde för en första driftvariabel för pulsgivaren; ~ vikta nämnda värde i beroende av åtminstone en annan driftvariabel för pulsgivaren som påverkar pulsgivarens livstid; 10 15 20 25 30 3 - tillhandahålla ett referensvärde för total pulsgivarlivstid i beroende av den första driftvaria- beln för pulsgivaren; ~ beräkna pulsgivarens återstående livstid i beroende av den första driftvariabeln baserat på det viktade värdet och referensvärdet för total pulsgivarlivstid varvid viktningsvärden förut- bestäms för intervall av driftvariabeln som påverkar pulsgivarens livstid varvid viktnings- värdet för driftvariabeln i fråga motsvarar det intervall inom vilket ett samplat värde av drifivariabeln faller.

Genom förfarandet kan återstående livstid för pulsgivaresystemet beräknas noggrant för olika kritiska delar av pulsgivaren. Användningen av intervall till vilka ett viktningsvärde är associerat minimerar antalet viktningsvärden som måste bestämmas. Användningen av intervall associera- de med viktningsvärden gör det enkelt att ta hänsyn till den kombinerade effekten av flera fakto- rer vilka vardera påverkar pulsgivarens återstående livstid. Därigenom åstadkommes ett effektivt och tillförlitligt förfarande för beräkning av återstående livstid för pulsgivaresystemet.

Företrädesvis är driftvariabeln för pulsgivaren någon av åtminstone drifttid (t), roterat avstånd (d), diagnostisk signal (S), lagringstid (st), temperatur (T), vibration (a) och vinkelhastighet (v).

F öreträdesvis är intervallet för driftvariabeln som påverkar pulsgivarens livstid representativt för betingelser i en applikation i vilken pulsgivaren är installerad.

Företrädesvis är viktningsvärdet något av ett temperaturberoende viktningsvärde (k), ett vinkel- hastighetsberoende viktningsvärde (K) eller ett vibrationsberoende viktningsvärde (ot).

Enligt ett altemativ beräknas den återstående livstiden för åtminstone en specifik del av pulsgiva- resystemet, varvid den återstående livstiden för pulsgivaresystemet sätts till den återstående livs- tiden för den specifika delen.

Enligt ett alternativ är den specifika delen en mekanisk del hos pulsgivaresystemet.

Enligt ett alternativ är den specifika delen en elektronisk och/eller optisk del av pulsgivaresyste- IIICl. 10 15 20 25 30 4 Företrädesvis beräknas den återstående livstiden för flera specifika delar av pulsgivaresystemet och den återstående livstiden av pulsgivaresystemet sätts till den återstående livstiden för den specifika del som har den kortaste återstående livstiden.

Enligt ett altemativ innefattar beräkningen av återstående livstid för en elektronisk del stegen av: sampla ett värde av givartemperatur (T) och en tidsperiod (At); associera tidsperioden (At) med ett förutbestämt temperaturintervall (AT), motsvarande det samplade temperaturvärdet (T); till- handahålla, baserat på det förutbestämda temperaturintervallet (AT), ett temperaturberoende viktningsvärde (K); multiplicera tidsperioden (At) med det temperaturberoende viktningsvärdet (k), därvid åstadkommande den effektiva drifttiden (Neff) för pulsgivaren; tillhandahålla ett refe- rensvärde (N ref) för total livstid av pulsgivaren motsvarande den maximala drifttiden vid nomi- nella förhållanden; beräkna återstående livstid (N rem) för pulsgivaren genom att subtrahera den effektiva drifttiden (N eg) från livstidsreferensvärdet (N ref).

Enligt ett alternativ innefattar beräkningen av livstid för en mekanisk eller elektronisk del hos pulsgivaren de följande stegen: sampla åtminstone ett värde av vinkelhastighet (v), ett värde av roterat avstånd (d) och ett värde av pulsgivartemperatur (T); associera det samplade värdet av vinkelhastighet med ett förutbestämt hastighetsintervall (Av), motsvarande det samplade hastig- hetsvärdet (v); tillhandahålla, baserat på nämnda hastighetsintervall, ett hastighetsberoende vikt- ningsvärde (K); multiplicera det sarnplade värdet av givaravstånd (d) med det hastighetsberoende viktningsvärdet (K), därmed åstadkommande ett viktat avståndsvärde (dK); associera det viktade avståndsvärdet (dK) med ett förutbestämt temperaturintervall (AT), motsvarande det samplade temperaturvärdet (T); tillhandahålla, baserat på nämnda temperaturintervall, ett temperaturbero- ende viktningsvärde (K); multiplicera det viktade avståndet (dK) med det temperaturberoende viktníngsvärdet (k), därvid åstadkommande det effektiva avståndet (Neff) för pulsgivaren; till- handahålla ett referensvärde (N mf) för total pulsgivarlívslängd motsvarande maximalt roterat avstånd vid nominella betingelser; beräkna den återstående livstiden (N rem) för pulsgivaren ge- nom att subtrahera det effektiva avståndet (N eff) från livstidsreferensvärdet (Nfef).

Enligt ett alternativ innefattar beräkningen av återstående livstid för en mekanisk eller elektro- nisk del hos pulsgivaren de följ ande stegen: sampla accelerationsvärden (a1, az, ag. . .an) fiån en accelerationssensor anordnad på pulsgivaren vid diskreta tidpunkter (t1, tg, tg. . .t,,) i tidsperioden (At); bestämma ett frekvensspektrum med accelerationsamplituden av vardera av frekvenserna f1, 10 15 20 25 30 5 fg, f3. . .fn från de samplade accelerationsvärdena; associera vardera frekvens med ett forutbestämt accelerationsamplitudintervall (Aa); tillhandahålla, baserat på de valda accelerationsintervallen accelerationsamplitudberoende viktningsvärden (ot), multiplicera vardera frekvens (f) i spektru- met med det motsvarande accelerationsarnplitudberoende viktningsvärdet (ot); summera de vik- tade fiekvenserna samt multiplicera de summerade frekvensema med tidsperioden (At), därvid åstadkommande summan av stresscykler (N i) som pulsgivaren utsätts for; associera det samplade temperaturvärdet med ett forutbestämt temperaturintervall (AT); tillhandahålla, baserat på det valda temperaturintervallet ett temperaturberoende viktningsvärde (k); multiplicera den viktade frekvenssumman (N i) med det temperaturberoende viktningsvärdet (k), därvid åstadkommande den effektiva mängden stresscykler (N eg) hos pulsgivaren; tillhandahålla ett referensvärde (Nmf) for total givarlivslängd motsvarande det maximala antalet stresscykler som pulsgivaren kan ut- sättas for under nominella betingelser; beräkna den återstående livstiden (Nrem) for pulsgivaren genom att subtrahera det effektiva avståndet (Neff) från livstidsreferensvärdet (Nref).

Enligt ett alternativ innefattar beräkningen av återstående livstid for detektorenheten hos pulsgi- varen de följande stegen: sampla vården av vinkelhastighet (V1, V2, V3. . .v,,), värden av diagnos- tisk signal (S1, S2, s3. . sn) och värden av givartemperatuir (T1, Tg, T3.. .T,,) vid diskreta tidpunkter t1, tg, tg. . .tn hos drifttidssignalen; associera det samplade diagnostiska värdet med ett förutbe- stämt temperaturintervall (AT), motsvarande det samplade temperaturvärdet (T); tillhandahålla, baserat på det valda temperaturintervallet, ett temperaturberoende viktningsvärde (k); multiplice- ra det samplade värdet av diagnostisk signal (s) med det temperaturberoende viktningsvärdet (k), därvid uppnående ett viktat diagnostiskt signalvärde (sk); associera det viktade diagnostiska sig- nalvärdet (sk) med ett forutbestämt hastighetsintervall (Av) motsvarande det sarnplade hastig- hetsvärdet (v); tillhandahålla, baserat på det valda hastighetsintervallet, ett hastighetsberoende viktningsvärde (K); multiplicera vardera viktat diagnostiskt signalvärde (sk) med det hastighets- beroende viktningsvärdet (K), därvid åstadkommande effektivt diagnostiskt signalvärde (s'); be- räkna den återstående livstiden (N rem) for pulsgivaren från takten med vilken de effektiva dia- gnostiska signalvärdena (s') avtar till en förutbestämd nivå SC.

Enligt ett alternativ innefattar beräkningen av återstående livstid hos en elektronisk del hos puls- givaren följande steg: sampla åtminstone ett temperaturvärde (T) över en lagringstidsperiod (At); associera tidsperioden (At) med ett forutbestämt temperaturintervall (AT) motsvarande tempera- turvärdet (T); tillhandahålla, baserat på det valda temperaturintervallet, ett temperaturberoende 10 15 20 25 30 6 viktningsvärde OQ; multiplicera lagringstidsperioden (At) med det temperaturberoende vikt- ningsvärdet (Ä), därvid åstadkommande den effektiva lagringstiden (N eff) för pulsgivaren; beräk- na den återstående livstiden (N rem) för pulsgivaren genom att subtrahera den effektiva lagringsti- den (N eg) från livstidsreferensvärdet (N ref).

Uppfinningen avser också ett pulsgivaresystem innefattande en detektionsenhet för att detektera rörelse, en signalprocesseringsenhet för att generera en signal på basis av den detekterade rörel- sen och en datorprocessorenhet och åtminstone en tillståndssensor för att tillhandahålla värden av drifisvariabler för pulsgivaren, kännetecknad av - en livstidsberäkningsenhet innefattande en databas i vilken är lagrade: referensvärden för givar- livstid under nominella driftbetingelser, förutbestämda intervall för driftsvariabler som påverkar pulsgivarens livstid, viktningsvärden; och ett minne för att lagra samplade värden och en beräk- ningsenhet; vari livstidsberäkningsenheten är anordnad att beräkna den återstående livstiden för pulsgivaren enligt de ovan kännetecknade förfarandena.

Pulsgivaresystemet kan därvid på ett fördelaktigt sätt förse användaren av pulsgivaresystemet med information om hur länge pulsgivaresystemet fortfarande kan vara i drift under förutbe- stämda driftsvariabler innan service eller utbyte av pulsgivaresystemet är nödvändigt. Oplanera- de stopp av maskinen i vilken pulsgivaresystemet är installerat kan därvid undvikas vilket i sin tur sörjer för en säkrare och mer kostnadseffektiv process. En ytterligare fördel är att stopp av maskinen för service eller utbyte av pulsgivaresystemet kan optimeras eftersom användaren kan planlägga stopp för service eller utbyte så att dessa inte stör det normala utförandet av processen.

Företrädesvis innefattar pulsgivaresystemet en rotationspulsgivare innefattande en detektionsen- het för att detektera rotationsrörelse, eller en linjär pulsgivare innefattande en detektionsenhet för att detektera linjär rörelse.

Ritningsiörteckning Fig. 1 visar schematiskt ett pulsgivaresystem enligt en föredragen utföringsform av uppfinning- CII. 10 15 20 25 30 7 Fig. 2 beskriver schematiskt de generella stegen hos ett förfarande enligt uppfinningen för drift av en pulsgivare.

Fig. 3a och 3b beskriver schematiskt stegen för att bestämma den återstående livstiden hos puls- givaren baserat på roterat avstånd av pulsgivaren vid olika vinkelhastigheter och temperaturer.

F ig. 4a och 4b beskriver schematiskt stegen for att bestämma den återstående livstiden hos puls- givaren baserat på pulsgivarens drifltid vid olika temperaturer.

Fig. 5a och 5b beskriver schematiskt stegen av att bestämma den återstående livstiden hos puls- givaren baserat på stresscykler som pulsgivaren utsatts.

Fig. 6a och 6b beskriver schematiskt stegen av att bestämma den återstående livstiden hos puls- givaren baserat på kvaliteten hos pulsgivarens scanningssignal.

F ig. 7a och 7b beskriver schematiskt stegen för att bestämma den återstående livstiden hos puls- givaren baserat på lagringstid av pulsgivaren vid olika temperaturer.

Fig. 8 beskriver schematiskt stegen för att bestämma den totala återstående livstiden hos pulsgi- V81' 611.

Beskrivning av utföringsformer Fig. 1 beskriver schematiskt ett pulsgivaresystem 5 enligt en första fóredragen utfóringsforrn.

Pulsgivaresystemet kan baseras på alla typer av mätprinciper t ex optoelektrisk, magnetisk, in- duktiv och kapacitiv. Systemet som beskrivs i Fig. 1 är ett pulsgivaresystem av rotationstyp som innefattar en rotationspulsgivare för att detektera rotationsrörelse. Emellertid kan systemet även vara ett linjärt pulsgivaresystem innefattande en linjär pulsgivare for att detektera linjär rörelse.

Pulsgivaresystemet 5 innefattar ett mekaniskt fastsättningsmedel 3 for att fästa systemet på en rotationsaxel hos t ex en maskin. Det mekaniska fastsättningsmedlet 3 kan t ex vara ett lager.

Enligt ett alternativ är lagret anordnat så att maskinens skaft är tryckt genom lagret så att pulsgi- varesystemet hänger på maskinens axel. Enligt ett annat alternativ sträcker en liten axel ut från ett lager som finns inuti pulsgivaresystemet, varvid axeln är fäst på ändytan av maskinaxeln. 10 15 20 25 30 En första del 7 hos pulsgivaresystemet 5 har syftet att detektera rotationsrörelse och att generera signaler motsvarande den detekterade positionsändringen. Denna del av pulsgivaresystemet, ge- nerellt känd som pulsgivare, är känd inom tekniken och kommer därför endast att beskrivas kort- fattat. Generellt, del 7 för att detektera rotationsrörelse innefattar en detekteringsenhet 20 som detekterar rotationsrörelser hos maskinens axel och producerar signaler i :Förhållande därtill. De- tektorenheten 20 kan vara av alla typer av mätprincip, t ex optoelektrisk, magnetisk, induktiv eller kapacitiv. Del 7 innefattar vidare en signalprocesseringsenhet 35 för att processera signaler- na från detektorenheten 20 till signaler motsvarande en specifik förändring av vinkelposition av maskínens axel vars rörelse detekteras. I fallet av ett optoelektriskt pulsgivaresystem genereras en fyrkantsvågsignal i signalprocesseringsenheten 35.

En diagnosenhet 52 kan vara innefattad i signalprocesseringsenheten 35. Diagnosenheten 52 detekterar hur kvaliteten på signalen från detektorenheten 20 avtar över tiden. Diagnosenheten 52 avger en signal S som motsvarar skillnaden mellan den maximala signalen Smax för en felfri pulsgivare och den maximala signalen från den aktuella pulsgivaren. Till exempel i ett felfritt optoelektrisk pulsgivaresystem har signalen en spänningssvängning AU med en maximal ampli- tud Umax. Skulle detektorenheten 20 hos pulsgivaren försämras, t ex på grund av åldring av de elektroniska kretsarna, avtar amplituden av signalens spänningssvängníng. Diagnosenheten 52 ger ut en signal motsvarande skillnaden mellan Umax och den aktuella maximala spänningen av signalen från detektorenheten 20.

Pulsgivaresystemet innefattar vidare en datorprocessorenhet 70 som innefattar ett processorme- del 71, ett icke-flyktigt minne 72 och en tidsräkningsenhet 73. Pulsgivaresystemet innefattar också ett kommuníkationsgränssnitt 90 för sändning och mottagning av information mellan puls- givaren och en avlägsen mottagare/sändarenhet (ej visad) t ex en avlägsen datoranordning. Puls- givaresystemet innefattar vidare en spänningstillförsel 110.

Signalema från signalprocesseringsenheten 35 avseende detekterad positionsförändring och sig- nalen från diagnosenheten 52 sänds till datorprocesseringsenheten 70. Baserat på signalerna från signalprocesseringsenheten 35 och tidsräkningsenheten 73 kan datorprocesseringsenheten 70 bestämma värden för olika driftsvariabler för pulsgivaren, t ex värden för drifttid vilken är tiden beräknad från en startpunkt t ex installation av pulsgivaren inkluderande både tiden som pulsgi- 10 15 20 25 30 9 varen roterar eller står still. Andra driftsvariabler inkluderar roterat avstånd, vinkelhastighet, dia- gnossignal och antal varv.

Pulsgivaresystemet innefattar vidare en eller flera tillståndssensorer 40, 50, 60 för att mäta ytter- ligare driftsvariabler hos pulsgivaresystemet. Tillståndssensorerna kan vara interna sensorer som är anordnade innanför pulsgivaresystemets kåpa. Sensorerna kan även vara externa sensorer som är anordnade utanför pulsgivaresystemet. När sensorema är anordnade utanför pulsgivaresyste- met kan signalerna från tíllståndssensorerna sändas antingen med ledning eller med trådlösa me- del, t ex radio. Sensorerna kan vara anordnade på vilken lärnplig position som helst i pulsgiva- ren, t ex kan accelerationssensom vara anordnad nära den mekaniska fastsättningsdelen. Till- ståndssensorerna inkluderar en eller flera av följande sensorer: - en tidssensor såsom en realtidsklocka (RTC) 40, RTC 40 indikerar kalendertid t ex i formatet sekunder, minuter, timmar, dagar, månader och år. Tiden för RTC 40 avläses vid tillverkningen av pulsgivaren och lagras i pulsgivarens minne. Därigenom kan tiden som har förlöpt sedan pulsgivarens tillverkning bestämmas, - en accelerometer 50 för att detektera vibrationer eller stötar som pulsgivaren utsätts för under drift. Vibrationer eller stötar kan vara direkta, d v s genererade av pulsgivaren eller indirekta, d v s vibrationer och stötar från maskindelar. Accelerometersensorn 50 detekterar vibrationer eller stötar som accelerationer längs en x-axel, en y-axel och en z-axel vilka är vinkelräta till varandra. Accelerometersensorn 50 är t ex en mems-typsensor eller ett gyroskop, - en temperatursensor 60 för att detektera temperaturen som pulsgivaren utsätts för. Temperatur- sensom 60 kan t ex vara ett termoelement eller en ptc-typsensor.

Andra typer av sensorer kan också innefattas i pulsgivaresystemet. T ex en hygrometrisk sensor, eller sensorer som detekterar olika elektriska parametrar.

Pulsgivaresystemet innefattar vidare en livstidsberäkníngsenhet 80. Livstidsberäkningsenheten 80 är anordnad så att den mottar värden motsvarande driftvariabler för pulsgivaren, d v s roterat avstånd, drifttid, vinkelhastighet, diagnossignalamplitud, total drifttid, antal varv, temperatur och vibrationer. 10 15 20 25 30 10 Syftet med livstidsberäkningsenheten 80 är att beräkna hur länge pulsgivaresystemet fortfarande kan fungera innan service eller utbyte av pulsgivaresystemet eller delar därav är nödvändigt, d v s den återstående livstiden hos pulsgivaren.

Med "total givarlivstid" eller "återstående givarlivstid" avses livstiden hos pulsgivaren med av- seende på en driftvariabel. Till exempel, givarlivstiden kan uttryckas som det totala avstånd som pulsgivaren kan rotera innan funktionsavbrott, eller den totala mängden tid som pulsgivaren kan vara i drift innan funktionsavbrott, eller det totala antalet stresscykler, ett mått på vibrationer som pulsgivaren kan utsättas för innan filriktionsavbrott. Den "återstående givarlivstiden" kan t ex uttryckas på samma sätt, t ex som återstående avstånd som pulsgivaren kan rotera innan funk- tionsavbrott.

Livstidsberäkningsenheten 80 innefattar en databas 81, en beräkningsenhet 82 som kan vara en datorprocessor samt ett minnesmedel 83. Databasen 81 innehåller referensvärden motsvarande observerad maximal livstid för specifika delar av pulsgivare som har gått under nominella drifts- variabler. Delarna kan vara mekaniska delar som är kritiska för pulsgivaresystemets funktion, t ex givarlagret 3 eller kritiska elektroniska och./eller optiska delar såsom detektorenheten 20, signalprocesseringsenheten 35 eller dataproeesseringsenheten 70. Databasen 81 kan även inne- hålla intervall för driftsvariabler som påverkar pulsgivarens livstid. Databasen 81 innehåller vikt- ningsvärden för de kritiska delarna som nämnts ovan. Livstidsreferensvärdena, intervallen och viktningsvärdena är viktiga för att beräkna återstående livstid hos pulsgivaren och kommer att beskrivas i detalj nedan. I minnesmedlet 83 sparas värden för driftsvariabler under drift av puls- givaren. Beräkningsenheten 82 är anordnad, d v s innefattar förskrivna instruktioner och/eller villkor för att beräkna den återstående livstiden av pulsgivaren baserat på de samplade värdena och informationen som är lagrad i databasen 81 avseende livstidsreferensvärden, intervall för driftsvariabler och viktningsvärden.

Den återstående livstiden för pulsgivaren presenteras för pulsgivarens operatörsperson på ett presentationsmedel 120. Presentationen kan t ex vara en LCD-display eller en eller flera ljusdio- der (LED). Alternativt sänds den återstående livstiden till en avlägsen position, t ex en avlägsen server via givarkommunikationsgränssnittet 90.

Olika delar av pulsgivaresystemet som har beskrivits ovan kan vara innefattade i en enda enhet. I detta fall är de olika delarna av pulsgivaresystemet innefattade inuti pulsgivaresystemets kåpa. 10 15 20 25 30 11 Enligt ett altenativ kan vissa delar av pulsgivaresystemet vara anordnade på en position som är avlägsen från pulsgivaresystemets detektormedel. Till exempel datorenheten 70 och/eller livs- tidsberäkningsenheten 80 kan vara anordnade i ett kontrollrum avlägset från detekteringsmedlet 20 och signalprocesseringsenheten 35.

I det följande beskrivs i detalj hur pulsgivarens livstid beräknas.

Bestämning av givarlivstid I drift är en pulsgivare utsatt för olika driftvariabler som påverkar pulsgivarens livstid. T ex drift- tid, temperatur, vinkelhastighet, roterat avstånd, drifttid eller vibrationer. Dessa driftvariabler motsvarar typiskt den maskin eller process som pulsgivaren är installerad i.

Uppfinnarna har noterat att olika driftvariabler eller kombinationer därav har olika inverkan på slitaget av olika delar hos pulsgivaren och att livstiden för varje del är viktig för att beräkna pulsgivarens totala livstid. Till exempel: Höga temperaturer befanns påverka livstiden av det mekaniska fastsättningsmedlet hos pulsgiva- resystemet, såsom givarlagret 3 på vilket pulsgivaren är mekaniskt fäst på den roterande axeln hos maskinen. Slitaget av givarlagret befanns även öka med avståndet som pulsgivaren roterat vid ökad vinkelhastighet.

Det befanns även att elektroniska och optiska delar hos pulsgivaren, t ex detektormedlet 20, sig- nalprocesseringsmedlet 35 eller datorprocessom 70 íörsämrades över tiden när de utsattes för höga temperaturer.

Mängden vibrationer och stötar som pulsgivaren utsätts för befanns ha en inverkan på de meka- niska delarna hos pulsgivaren liksom på pulsgivarens elektronik och optik.

Samband kunde bestämmas mellan livstiden hos specifika delar hos pulsgivare som gått under nominella driftsvariabler i jämförelse med pulsgivare som gått under driftsvariabler som avviker från nominellt. Sambanden kunde användas som viktningsvärdeni en beräkning för att beräkna den totala livstiden av vilken pulsgivare som helst av samma typ. 10 15 20 25 30 12 I beräkningen används viktningsvärden för att transformera ett samplat värde av en driftvariabel från en pulsgivare som gått vid betingelser som avviker från nominella till ett ekvivalent värde för en pulsgivare som gått under nominella betingelser. I det följande beskrivs hur viktningsvär- dena bestäms.

Först bestämdes livstiden av specifika delar hos nyligen tillverkade pulsgivare. Livstiden för en specifik del bestämdes genom att pulsgivaren fick gå under nominella driftsbetingelser till funk- tionsavbrott hos delen. I fallet av en elektronisk del, t ex till dess signalen från signalprocesse- ringsenheten 35 föll under ett förutbestämt värde. I fallet av en mekanisk del till dess delen hade slitits ut. Livstiden hos olika delar hos pulsgivaren kan även bestämmas från andra källor, såsom fältobservationer eller datablad. Med "nominella betingelser" avses att temperaturen kring puls- givaren var 20°C och att pulsgivaren utsattes för en normal grad av vibrationer och föroreningar och gick vid en normal hastighet.

Livstiden för delar av pulsgivaren bestämdes t ex som det maximala avståndet som pulsgivaren hade roterat, den maximala drifttiden eller den maximala mängden av stresscykler som delar av pulsgivaren kan utsättas för innan fimktionsavbrott. De bestämda livslängdema för olika delar hos pulsgivaren som gått under nominella betingelser lagrades som referensvärden i databasen 81 hos livstidsberäkningsenheten 80.

Livstiden bestämdes även för specifika delar av pulsgivare som gått till funktionsavbrott under betingelser som avvek från nominella. Till exempel pulsgivare som utsattes för temperaturer som var högre eller lägre än 20°C under långa tidsperioder, pulsgivare som gått vid höga vinkelhas- tigheter, pulsgivare som utsattes för vibrationer av olika frekvensintervall under gång eller stille- stånd, pulsgivare som gått i miljöer innehållande en varierande grad av föroreningar eller pulsgi- vare som hade förvarats i lager under olika tidsperioder eller pulsgivare som utsattes för kombi- nationer av en eller flera av de ovan närnnda betingelsema.

Livstiden hos specifika delar hos en pulsgivare som hade gått under nominella betingelser järn- fördes sedan med livstiden av specifika delar hos en pulsgivare som hade gått vid betingelser som avvek från nominella. Resultatet av jämförelsen motsvarar den inverkan som den specifika betingelsen har på livstiden av den specifika delen av pulsgivaren och kan användas som ett vikt- ningsvärde i beräkningen för återstående livstid för pulsgivaren. 10 15 20 25 30 13 Enligt ett alternativ kan viktningsvärden erhållas genom att dividera den observerade livstiden av givarna som beskrivits ovan. Noggrannheten hos viktningsvärdena kan ökas ytterligare genom införlivande av fältobservationer. Viktningsvärdet lagras i en viktningsvärdessektion hos databa- sen 8l hos livstidsberäkningsenheten 80. Viktningsvärdena kan vara i form av diskreta värden eller i form av funktioner.

Enligt en föredragen utföringsforrn delas omfånget av en drifivariabel som påverkar pulsgivarens livstid i flera intervall. Ett viktningsvärde bestäms sedan för varje intervall. Intervallen kan varie- ra i antal och deras omfång kan bero på tillämpningen, t ex maskinen som pulsgivaren är installe- rad i. Eftersom pulsgivaren kan vara installerad i olika typer av applikationer och utsättas för olika driftsvariabler är det föredraget att flera intervall för flera olika driftsvariabler bestäms.

Intervallen för de olika drifisvariablerna och motsvarande viktningsvärden lagras tillsammans i databasen 81 hos livstidsberäkningsenheten 80. Följ ande är exempel på hur intervall bestämdes samt associerades med motsvarande viktningsvärden.

Till exempel, pulsgivaren kan vara i drift mellan en minimum- och maximumtemperatur, d v s pulsgivarens temperaturområde. Temperaturonirådet delas i ett antal intervall ATl, ATg, ATg. . .ATn och ett temperaturberoende viktningsvärde X1, kg, X3. ._ bestäms för varje temperatur- intervall. Viktningsvärdet är representativt för intervallets temperatur och kan t ex motsvara ett specifikt temperaturvärde hos ett intervall eller medeltemperaturen hos intervallet.

Pulsgivaren kan också vara i drift i ett specifikt hastighetsomfång. Hastighetsomfånget delas i ett antal intervall Avl, Avg, Avg. ”Avn och ett hastighetsberoende viktningsvärde Kl, Kg, Kg. .. be- stäms för varje intervall. Viktningsvärdet är representativt för hastigheten hos intervallet och kan tex motsvara ett specifikt hastighetsvärde för intervallet eller en medelhastighet hos intervallet.

Pulsgivaren kan också vara i drift i ett specifikt omfång av vibrationer och stötar. Accelerations- amplitudomfånget för vibrationer eller stötar delas i ett antal intervall Aal, Aag, Aag. . .Aan och ett accelerationsarnplitudviktningsvärde (11, otg, ocg. .. bestäms för varje intervall. Viktningsvärdet är representativt för acclerationsamplituden för intervallet och kan t ex motsvara ett specifikt acce- lerationsamplitudvärde för intervallet eller en medelaccelerationsamplitud för intervallet. 10 15 20 25 30 14 Uttrycket "en pulsgivare" i fallen som beskrivs ovan kan också vara ekvivalent med ett statistiskt medelvärde för flera pulsgivare som gått under liknande betingelser.

I det följande skall de generella stegen av förfarandet för drift av ett pulsgivaresystem beskrivas med referens till Fig. 2.

I ett första steg 100, bestäms ett värde för en första driftvariabel. Den första driftvariabeln kan tex vara drifttid, roterat avstånd, vibrationer, lagringstid eller den diagnostiska signalen för puls- givaren.

I ett andra steg 200, viktas värdet för den första driftvariabeln i beroende av en annan driftvaria- bel för pulsgivaren som påverkar pulsgivarens livstid. Den första driftvariabeln kan t ex viktas i beroende av temperatur, vinkelhastighet eller vibrationer.

Viktningsvärdena förutbestäms för intervall för driftvariabeln som påverkar pulsgivarens livs- längd varvid viktningsvärdet för driftvariabeln i fråga motsvarar det intervall inom vilket ett samplat värde av driftvariabeln faller.

I ett tredje steg 300, tillhandahålls ett referensvärde för total givarlivslängd i beroende av den första driftvariabeln. Referensvärdet är t ex den totala drifttiden, det totala roterade avståndet, det totala antalet stresscykler, total lagringstid eller kritisk nivå för signalamplituden.

I ett fjärde steg 400 beräknas den återstående givarlivstiden med avseende på den första driftva- riabeln baserat på det viktade värdet och referensvärdet för total givarlivslängd.

I det följ ande beskrivs konkreta utföringsforrner av förfarandet för drift av ett pulsgivaresystem.

Beräkning av återstående livstid för pulsgivaren baserat på roterat avstånd. vinkelhastighet och temperatur.

Enligt en utföringsform av uppfinningen beräknas den återstående livstiden av pulsgivaresyste- met med avseende på dess mekaniska delar baserat på avståndet som pulsgivaren har roterat vid olika vinkelhastigheter och temperaturer. Fig. 3a och 3b beskriver schematiskt stegen i förfaran- det. 10 15 20 25 30 15 Pulsgivarens roterade avstånd, Vinkelhastighet och temperatur samplas vardera under måtcykler som upprepas kontinuerligt (se Pig. 3a).

Pulsgivarens vinkelhastighet v1, Vg, V3... bestäms utifrån avståndet d1, dg, d3. .. som pulsgivaren har roterat under en mätcykel At1, Atg, At3. .. . Tidslängden av måtcykeln år At1. Mätcyklema re- peteras kontinuerligt, d V s vid slutet t1 av en mätcykel At1 startar nästa mätcykel Atg (se Fig. 3a).

Pulsgivarens temperatur T1, Tg, T3. .. bestäms också for varje mätcykel, d v s medeltemperaturen beräknas for varje mätcykel.

Pulsgivarens roterade avstånd d1, dg, d3, hastighetsvärdena V1, vg, v3 och temperaturvärdena T1, Tg, T3. .. samplas vardera av livstidsberäkningsenheten 80 vid slutet av varje mätcykel At1, Atg, At3... . De samplade avstånden, hastighet- och temperaturvärdena lagras vardera i en avstånds- lagringsdel, en hastighetslagringsdel, och en temperaturlagringsdel i minnet 83. De diskreta ti- derna t1, tg, t3 for sampling av värdena lagras i en tidslagringsdel av minnet 83.

Varje avstånd d1, dg, d3. .. associeras först med ett fiirutbestämt hastighetsintervall Av1, Avg, Av3 som motsvarar pulsgivarens hastighet V1, vg, V3. .. över det samplade avståndet. Som beskrivits, varje 'forutbestämt hastighetsintervall motsvarar ett segment av hastighetsomtånget hos tillärnp- ningen som pulsgivaren är i drift i. För varje hastighetsintervall tillhandahålls ett hastighetsbero- ende viktningsvärde K1, Kg, K3, se Fig. 3b. Viktningsvärdena hämtas från databasen 81.

Varje avstånd d1, dg, d3. .. multipliceras sedan med viktningsvärdet K1, Kg, K3 for det motsvaran- de hastighetsintervallet.

Därefter associeras varje viktat avstånd d1, dg, d3. .. med ett flñrutbestämt temperaturintervall AT1, ATg, AT3, At4 som motsvarar pulsgivarens temperatur över det samplade avståndet. För varje temperaturintervall tillhandahålls ett temperaturberoende viktningsvärde K1, kg, X3, X4. Som be- skrivits, varje torutbestärnt temperaturintervall motsvarar ett segment av temperaturomfånget for applikationen som pulsgivaren är i drift i. 10 15 20 25 30 16 Varje viktat avstånd d1, dg, d3. .. multipliceras sedan med det motsvarande temperaturberoende viktningsvärdet X1, X2, X3, X4.

De viktade avstånden summeras sedan kontinuerligt till ett effektivt avstånd Neff som motsvarar det totala avståndet som pulsgivaren skulle ha roterat om den gått vid nominella betingelser.

Därefter, pulsgivarens återstående livstid Nrem bestäms genom att subtrahera Neff från ett refe- rensvärde Nmf som motsvarar det maximala avstånd som en pulsgivare kan rotera vid nominella betingelser innan dess mekaniska fastsättningsdel slutar att fungera, d v s, Nm, = Nref- Neff. Det skall inses att Neff subtraheras från Nref efter varje sarnpling, varvid Nm uppdateras kontinuer- ligt. Den förväntade återstående livstiden kan uttryckas i procent genom att dividera Nrem med Nfef. D v s (N ref-NefQ/N ref.

Beräkning av återstående livstid baserat på pulsgivarens drifttid vid olika temperaturer.

Enligt en ytterligare utföringsforrn av uppfinningen beräknas pulsgivarens återstående livstid med avseende på dess elektroniska eller optiska delar baserat på tiden som pulsgivaren utsätts för specifika temperaturer, med tidsperiod avses drifttid och inkluderar tiden som pulsgivaren är i rörelse och tiden som pulsgivaren inte är i rörelse. Fig. 4a och 4b beskriver schematiskt stegen i förfarandet.

Pulsgivarens temperatur samplas under mätcykler som repeteras kontinuerligt (se F ig. 4a). Puls- givarens temperatur mäts av temperatursensorn 60 och temperaturvärdena Tl, TZ, T3. .. samplas vid diskreta tider t1, tg, tg. .. hos drifttidssignalen från dataprocesseringsenheten 70. Tiderna lag- ras i en tidslagringssektion i minnet 83 och temperaturvärdena lagras i en temperaturlagringssek- tion i minnet 83.

Sampling av temperaturema utförs kontinuerligt. Tidsperioden från början av en mätcykel till nästa mätcykel är At1, Atg, Atg. .. (se Fig. 4a). Pulsgivaresystemet anses vara vid samma tempera- tur från början av en mätcykel till början av den följ ande mätcykeln.

Vardera tidsperiod Atl, Atz, At3. .. för pulsgivaren associeras sedan med temperaturvärdena T1, Tg, Tg. .. för pulsgivaren vid samplingstillfället, d v s tiderna tl, tg, tg. .. (se Fig. 4b). 10 15 20 25 30 17 Varje tidsperiod At1, Atg, Atg... associeras sedan med ett forutbestämt tidsintervall ATl, ATg, ATg, AT4 som motsvarar pulsgivarens temperatur över tidsperioden. För varje temperaturintervall till- handahålls ett temperaturberoende viktningsvärde X1, Xg, X3, X4. Som beskrivits, varje förutbe- stärnt temperaturintervall motsvarar ett segment av temperaturomfanget för applikationen som pulsgivaren är i drift i.

Varje tidsperiod At1, Atg, Atg. .. multipliceras sedan med det motsvarande temperaturberoende viktningsvärdet X1, Xg, X3, X4.

De viktade tidsperiodema summeras sedan kontinuerligt till en effektiv tidsperiod Neff som mot- svarar den totala drifttiden for pulsgivaren om den skulle ha varit i drift vid nominell temperatur, 20°C.

Därefter, bestäms pulsgivarens återstående livstid Nrem genom att subtrahera Neff från ett refe- rensvärde Nref som motsvarar den maximala tiden som pulsgivaren kan vara i drift i vid nominel- la betingelser innan dess elektroniska eller optiska delar slutar att fungera, d v s, Nmm = Nref- Neff. Det skall inses att Neff subtraheras från Nref efter varje sampling, varvid Nm, uppdateras kontinuerligt. Den förväntade återstående livstiden kan uttryckas i procent genom att dividera Næm med NM. D v s (NrefNcffyNfef.

Beräkning av återstående livstid baserat på antalet stresscvkler som pulsgivaren utsätts för.

Enligt en ytterligare utföringsforrn av uppfinningen beräknas pulsgivarens återstående livstid med avseende på dess mekaniska delar och elektroniska delar baserat på antalet stresscykler som pulsgivaren utsätts för. Fig. Sa och 5b beskriver schematiskt stegen i förfarandet.

Under drift av pulsgivaren detekterar accelerometern 50 vibrationer och stötar som pulsgivaren utsätts for och pulsgivarens temperatur mäts av temperatursensor 60.

För att beräkna antalet stresscykler som pulsgivaren utsätts for samplas acceleration och tempe- ratur under mätcykler som repeteras (se Fig. Sa). Under en mätcykel samplas accelerationsvär- den a1, ag, a3. .. an vid diskreta tider t1, tg, tg. . .tn från drifttidssignalen av dataprocesseringsenhe- 10 15 20 25 30 18 ten 70. Den totala längden av mätcykeln och det tidsmässiga avståndet (till-tj) mellan samplade värden skall väljas så att en tillräckligt hög upplösning uppnås för Fast Fourier Transform (FFT).

Det tidsmässiga avståndet mellan samplingar (till-tj) är konstant i detta fall. Åtminstone ett tem- peraturvärde Tl samplas också under varje mätcykel. Index "i" motsvarar den aktuella mätcykeln (i = 1, 2, 3...m).

Eftersom den totala tiden av en mätcykel är kort, normalt motsvarande endast ett par rotationer av pulsgivaren, är det normalt tillräckligt att sampla temperaturen endast en gång för varje mät- cykel. Emellertid, för att öka noggrannheten är det också möjligt att sarnpla flera temperaturvär- den och beräkna en medeltemperatur för mätcykeln. De samplade tidsintervallen, accelerations- värdena och temperaturvärdena för varje mätcykel lagras vardera i en tidslagringssektion, en accelerationslagringssektion och en temperaturlagringssektion i minnet 83. Sampling av accele- rations- och temperaturvärden repeteras sedan efter en förutbestämd tid Atl, som är tiden som förflutit från början, tl av en mätcykel till början tl av nästa mätcykel, (se Fig. Sa).

Accelerationsvärdena al, ag, ag. .. al, som har samplats under en mätcykel transforrneras sedan till ett frekvensspektrum genom Fast Fourier Transforrn (FFT).

Det effektiva antalet stresscykler under tiden tl till tl, för en mätcykel bestäms sedan genom an- vändning av frekvensspektrumet.

FFT ger arnplituden (accelerationsamplitud) av varj e diskret frekvens i mätcykeln.

Varje accelerationsarnplitud äl, äg, ägmäfl och den motsvarande frekvensen fl, fg, fg. . .fll associe- ras sedan med ett motsvarande accelerationsamplitudintervall Aal, Aag, Aag. För varje intervall tillhandahålls ett accelerationsamplitudviktningsvärde otl, otg, ocg. Som beskrivits, accelerations- amplitudintervallet motsvarar ett segment av accelerationsamplitudomf°anget för tillämpningen som pulsgivaren är i drift i (se Fig. 5b), Därefter multipliceras varje frekvens från spektrumet med viktningsvärdet för det motsvarande accelerationsamplitudintervallet och de viktade frekvenserna summeras. Pulsgivaresystemet an- tas vara i samma tillstånd av stresscykler och temperatur från början av en mätcykel till början av 10 15 20 25 30 19 den följ ande mätcykeln, d v s perioden Ati. Summan av de viktade frekvensema för en mätcykel multipliceras därför med tiden Ati till början av nästa mätcykel.

Resultatet av beräkningen ovan benärnnes Ni och motsvarar de stresscykler som pulsgivaren ut- sätts för till en andra mätcykel.

Vardera summa av viktade frekvenser Ni associeras sedan med ett förutbestärnt temperaturinter- vall AT1, AT2, ATg, AT4 som väljs baserat på den samplade temperaturen över mätningen. För varje temperaturintervall bestäms ett temperaturberoende viktningsvärde M, X2, X3, 1.4. Som be- skrivits, det förutbestämda temperaturintervallet motsvarar segment av temperaturomfånget som pulsgivaren kan vara i drift i. Varje viktad frekvenssurnrna N] , Ng, N3. .. multipliceras sedan med det motsvarande temperaturberoende viktningsvärdet X1, X2, X3, X4.

De viktade frekvensema summeras sedan kontinuerligt till en effektiv mängd av stresscykler Neff som motsvarar den totala mängden stresscykler som pulsgivaren skulle ha utsatts för om den hade gått under nominella betingelser.

Därefter bestäms pulsgivarens återstående livstid Nrem genom att subtrahera Neff från ett refe- rensvärde Nref som motsvarar den maximala mängden stresscykler som en pulsgivare som körs vid nominella betingelser kan utsättas för innan funktionsavbrott, d v s Nm = Nref- Neff. Det skall inses att Neff subtraheras från Nmf efter varje sampling, varvid Nm uppdateras kontinuer- ligt. Den förväntade återstående livstiden kan uttryckas i procent genom att dividera Nrem med Nfef. Det vill säga, (N ref~ Neffå/Nref.

Beräkning av återstående livstid baserat på vinkelpositionssignalens kvalitet.

Enligt en ytterligare utföringsfonn av uppfinningen bestäms den återstående livstiden för pulsgi- varen med avseende på dess detekteringsenhet baserat på signalen från den diagnostiska enheten 52. Figurer 6a och 6b beskriver schematiskt stegen i förfarandet. Den återstående livstiden i detta avseende är baserat på scanningsenhetens effektivitet och beror momentant på temperaturen och vinkelhastigheten. Försämringen över lång tid beror på tiden, men påverkas även av temperatu- ren och dess tidsderivat. Detta är en monotont avtagande funktion av tid, varvid beroenden i det korta perspektivet är en fluktuation med tid och hastighet, se Fig. 6b. 10 15 20 25 30 20 Diagnostiska signalvärden S1, S2, S3... samplas vid diskreta tider d v s t1, t2, t3. .. från signalen från den diagnostiska enheten 52. Sarnpligen utförs av livstidsberäkningsenheten 80 vid de diskreta tiderna från drifttidssignalen från datorprocesseringsenheten 70. Signalvärdena lagras i en signallagringsdel i minnet 83 hos livstidsberäkningsenheten 80. De samplade tidsvärdena lag- ras i en tidslagringssektion i minnet.

Pulsgivarens temperatur mäts av temperatursensor 60 och ternperaturvärden T1, T2, T3. ._ samplas under samma diskreta tider t1, t2, t3. .. som signalamplitudvärdena som är lagrade i minnet 83.

Temperaturvärdena lagras i en temperaturlagringssektion i minnet 83.

Varje signalvärde S1, S2, S3... associeras sedan med temperaturvärdet T1, T2, T3. .. för pulsgiva- ren vid samplingsögonblieket, d v s tiderna t1, t2, t3. . .

Som visas schematiskt i Fig. 6b associeras sedan varje signalvärde S1, S2, S3... med ett förutbe- stämt temperaturintervall AT1, AT2, AT3, AT4 som motsvarar pulsgivarens temperatur vid tiden för sampling av signalvärdet. För varje temperaturintervall är ett temperaturberoende viktnings- värde X1, X2, X3, X4 bestämt. Som beskrivits, det förutbestämda temperaturintervallet motsvarar ett segment av temperaturomfânget för tillämpningen som pulsgivaren är i drift i. Varje signal- värde S1, S2, S3... multipliceras sedan med det motsvarande temperaturberoende viktningsvärdet Ät, M, X3, M- Varje viktat signalvärde S1X1, S2X2, S3X3 associeras sedan med ett förutbestämt hastighetsinter- vall Av1, Av2, Av3 som motsvarar pulsgivarens hastighet V1, V2, v3 vid tiden för sampling av sig- nalvärdet. För varje hastighetsintervall är ett hastighetsberoende viktningsvärde K1, K2, K3 be- stämt.

Varje viktat signalvärde S1X1, S2X2, S3X3 multipliceras sedan med det motsvarande hastighetsbe- roende viktningsvärdet K1, K2, K3, K4.

Därigenom transformeras signalen från pulsgivarens diagnostiska enhet vid olika temperaturer och vinkelhastigheter till ekvivalenta värden för en pulsgivare som har gått vid nominell tempe- ratur och hastighet. 10 15 20 25 30 21 Därefter bestäms takten med vilken pulsgivarens viktade signalvärden S1, S2, S3. .. avtar; Till exempel kan de viktade amplitudvärdena plottas mot tiden i ett diagram som beskrivs i F ig. 6a. En lämplig funktion som är karakteristisk för pulsgivaresystemet kan anpassas till de samplade värdena. Den återstående tiden tcff till dess den viktade signalamplitudskillnaden avtar under en förutbestämd kritisk nivå SC kan sedan bestämmas från fiinktionens minskningstakt.

Den kritiska nivån är ett referensvärde motsvarande minimumsignalvärdet som kan accepteras och hämtas från databasen 81. Den återstående tiden till den kritiska nivån motsvarar pulsgiva- rens återstående livstid baserat på kvaliteten av signalen från detektorrnedlet 20 och kan normali- seras med ett motsvarande nominellt värde till ett tal i procent av förväntad återstående livstid.

Beräkning av återstående livstid baserat nå nulsgivarens lagrinizstid och temperatur Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen beräknas pulsgivarens återstående livstid med avseende på dess elektroniska delar baserat på tiden som pulsgivaren lagras vid specifika temperaturer. F ig. 7a och 7b beskriver schematiskt stegen enligt förfarandet.

Tiden som pulsgivaren hålls i lager bestäms av tiden som förflyter från ögonblicket t; som puls- givaren kopplas bort från strömförsörjningen till ögonblicket t; när pulsgivaren återkopplas till strömförsörjningen. Bortkopplingen indikeras som ett avbrott i signalen från datorprocessormed- let och samplas och lagras av livstidsberäkningsenheten. Tidstillfållet t1 och t; bestäms av RTC 40 och samplas av livstidsberäkningsenheten 80 och lagras sedan i en tidslagringsdel i minnet 83. Pulsgivarens temperatur T 1, Tz, T3. .. under lagringen mäts av en temperatursensor. När puls- givaren återkopplas till kraftförsöijningen samplas de uppmätta temperaturvärdena T 1, Tg, Tg. .. av livstidsberäkningsenheten 80 och lagras i en temperaturdel av minnet 83.

En lagringstidsperiod At; (se F ig. 7a) för pulsgivaren bestäms sedan från den specifika tiden t1 som pulsgivaren är bortkopplad från kraftförsörjningen och den specifika tiden t; vid vilken pulsgivaren återkopplas till kraftförsöijningen. Tidsperioden At; associeras sedan med ett tempe- raturvärde som reflekterar temperaturbetingelserna under lagringstidsperioden Atl. Temperatur- värdet kan t ex vara ett medelvärde av de samplade temperaturvärdena T1, Tg, T3. .. . 10 15 20 22 Tidsperioden At] associeras sedan med ett fiirutbestämt temperaturintervall AT till vilket ett tem- peraturberoende viktningsvärde 7» är associerat. Viktningsvärdet hämtas från databasen 81. Tids- perioden Atl multipliceras sedan med det motsvarande temperaturberoende viktningsvärdet k.

Därigenom transformeras tidsperioden i lager, under vilken pulsgivaren har utsatts för olika tem- peraturer, till en ekvivalent tidsperiod Neff för en pulsgivare som har hållits vid en nominell tem- peratur, 20°C. Den effektiva tidsperioden Neff motsvarar pulsgivarens totala lagringstid om puls- givaren skulle ha hållits i lager vid nominell temperattir.

Därefter (se F ig. 7b) bestäms den återstående livstiden Nmm för pulsgivaren genom att subtrahera Neff från ett referensvärde NM som motsvarar den maximala tiden som en pulsgivare kan hållas i lager vid nominella betingelser innan dess elektroniska eller optiska del slutar att fungera, d V s, Nrcm = Næf- Neff (se Fig. 7b). Den förväntade återstående livstiden kan uttryckas i procent ge- nom att dividera Nm med Nref. Det vill säga, (N fef-Nefà/N ref.

Beräkning av pulsgivaresvstemets återstående livstid.

Enligt en utfóringsforrn av uppfinningen (se Fig. 8) bestäms pulsgivaresystemets återstående livstid genom att j ämfora den beräknade livstiden av varje del av pulsgivaren och välja den del med den kortast återstående livstiden. Det vill säga, pulsgivarens totala återstående livstid sätts lika med den återstående livstiden av den del som har den kortaste återstående livstiden. Den återstående livstiden av varj e del bestäms i enlighet med de tidigare beskrivna utíöringsformerna av uppfinningen.

Claims (15)

10 15 20 25 30 23 Patentkrav

1. Ett förfarande för drift av ett pulsgivaresystem, kännetecknat av stegen att: - bestämma (100) ett värde för en första driftvariabel för pulsgivaren; - vikta (200) nämnda värde i beroende av åtminstone en annan driftvariabel för pulsgivaren som påverkar pulsgivarens livstid; - tillhandahålla (300) ett referensvärde for total pulsgivarlivstid i beroende av den forsta drift- variabeln för pulsgivaren; - beräkna (400) pulsgivarens återstående livstid i beroende av den första driftvariabeln baserat på det viktade värdet och referensvärdet för total givarlivstid varvid, viktningsvården fórutbestäms fór intervall av driftvariabeln som påverkar pulsgivarens livstid varvid, viktningsvärdet för driftvariabeln i fråga motsvarar det intervall inom vilket ett samp- lat värde av driftvariabeln faller.

2. F örfarandet enligt krav l, vari driftvariabeln for pulsgivaren är något av åtminstone drifttid (t), roterat avstånd (d), diagnostisk signal (S), och lagringstid (st), temperatur (T), vibration (a) och vinkelhastighet (v).

3. F örfarandet enligt något av kraven 1-2, vari intervallet för driftvariabeln som påverkar pulsgi- varens livstid är representativt för betingelsema i en applikation i vilken pulsgivaren är installe- rad.

4. F örfarandet enligt något av kraven l-3, vari viktningsvärdet är något av ett temperaturberoen- de viktningsvärde (k), ett vinkelhastighetsberoende viktningsvärde (K) eller ett vibrationsbero- ende viktningsvärde (oc).

5. Förfarandet enligt något av kraven 1-6, vari den återstående livstiden för åtminstone en speci- fik del av pulsgivaresystemet beräknas, varvid den återstående livstiden for pulsgivaresystemet sätts till den återstående livstiden for den specifika delen. 10 15 20 25 30 24

6. Förfarandet enligt krav 5, vari den specifika delen är en mekanisk del hos pulsgivaresystemet.

7. Förfarandet enligt krav 6, vari den specifika delen är en elektronisk och/eller optisk del av pulsgivaresystemet.

8. F örfarande enligt något av kraven 1-7 vari den återstående livstiden for flera specifika delar av pulsgivaresystemet beräknas och den återstående livstiden av pulsgivaresystemet sätts till den återstående livstiden for den specifika del som har den kortaste återstående livstiden.

9. Förfarande enligt något av kraven 1-8, vari beräkningen av återstående livstid för en elektro- nisk del innefattar stegen av: - sampla ett värde av pulsgivartemperatilr (T) och en tidsperiod (At); - associera tidsperioden (At) med ett förutbestärnt temperaturintervall (AT), motsvarande det samplade temperaturvärdet (T); - tillhandahålla, baserat på det förutbestämda temperaturintervallet (AT), ett temperaturberoen- de viktningsvärde OJ; - multiplicera tidsperioden (At) med det temperaturberoende viktningsvärdet (Ä), därvid åstad- kommande den effektiva drifttiden (Neff) för pulsgivaren; - tillhandahålla ett referensvärde (N ref) for total livstid för pulsgivaren, motsvarande den maxi- mala drifttiden vid nominella förhållanden; - beräkna återstående livstid (Nrem) för pulsgivaren genom att subtrahera den effektiva drifttiden (N eff) från livstidsreferensvärdet (Nref).

10. Förfarande enligt något av kraven l-8, vari beräkningen av återstående livstid för en meka- nisk eller elektronisk del hos pulsgivaren innefattar stegen av: 10 15 20 25 30 25 sampla åtminstone ett värde av vinkelhastighet (v), ett värde av roterat avstånd (d) och ett värde av pulsgivartemperatur (T); associera det samplade värdet av vinkelhastighet med ett fórutbestämt hastighetsintervall (Av), motsvarande det samplade hastighetsvärdet (v); tillhandahålla, baserat på nämnda hastighetsintervall, ett hastighetsberoende viktningsvärde (K); multiplicera det samplade värdet av gívaravstånd (d) med det hastighetsberoende viktnings- värdet (K), därmed erhållande ett viktat avståndsvärde (dK); associera det viktade avståndsvärdet (dK) med ett fórutbeståmt temperaturintervall (AT), mot- svarande det samplade temperaturvärdet (T); tillhandahålla, baserat på nämnda temperaturintervall, ett temperaturberoende viktningsvärde (1): multiplicera det viktade avståndet (dK) med det temperaturberoende viktningsvärdet (Ä), där- vid erhållande det effektiva avståndet (N eff) för pulsgivaren; tillhandahålla ett referensvärde (N mf) för total givarlivslängd motsvarande maximalt roterat avstånd vid nominella betingelser; beräkna den återstående livstiden (Nrem) for pulsgivaren genom att subtrahera det effektiva avståndet (N eff) från livstidsreferensvärdet (Nref).

11. Förfarande enligt något av kraven 1-8, vari beräkningen av återstående livstid for en meka- nisk eller elektronisk del hos pulsgivaren innefattar stegen av: - sampla accelerationsvärden (a1, ag, ag. . an) från en accelerationssensor anordnad på pulsgiva- ren vid diskreta tidpunkter (tl, tg, t3...tn) under en tidsperiod (At); 10 15 20 25 30 26 bestämma ett frekvensspektrum (fl, fg, f3. . .f,,) från de samplade accelerationsvärdena; associera vardera frekvens med ett förutbestämt accelerationsamplitudintervall (Aa); tillhandahålla, baserat på de valda accelerationsintervallen, accelerationsamplitudberoende viktningsvården (oc); multiplicera vardera frekvens (t) i spektrumet med det motsvarande accelerationsamplitudbe- roende viktningsvärdet (ot); summera de viktade frekvensema och multiplicera de summerade frekvenserna med tidsperi- oden (At), därvid uppnående summan av stresscykler (N i) som pulsgivaren utsätts för; associera det samplade temperaturvärdet med ett forutbestämt temperaturintervall (AT); tillhandahålla, baserat på det valda temperaturintervallet, ett temperaturberoende viktnings- värde (k); multiplicera den viktade frekvenssumrnan (N i) med det temperaturberoende viktningsvärdet (k), därvid uppnående den effektiva mängden stresscykler (N eff) hos pulsgivaren; tillhandahålla ett referensvärde (Nmf) for total pulsgivarlivslängd motsvarande det maximala antalet stresscykler som pulsgivaren kan utsättas för under nominella betingelser; beräkna den återstående livstiden (N rem) for pulsgivaren genom att subtrahera det effektiva avståndet (N eff) från livstidsreferensvärdet (N ref).

12. Förfarande enligt något av kraven 1-8, vari beräkningen av återstående livstid for detektoren- heten hos pulsgivaren innefattar stegen av: - sampla värden av vinkelhastighet (V1, V2, V3. . .vn), värden av diagnostisk signal (S1, S2, S3. . .sn) och värden av givartemperatur (T1, Tg, T3. . .Tn) vid diskreta tidpunkter t1, tg, tg. . .tn hos drift- tidssignalen; 10 15 20 25 30 27 - associera det samplade diagnostiska värdet med ett fórutbestämt temperaturintervall (AT), motsvarande det samplade temperaturvärdet (T); - tillhandahålla, baserat på det valda temperaturintervallet, ett temperaturberoende viktnings- värde OQ; - multiplicera det samplade värdet av diagnostisk signal (s) med det temperaturberoende vikt- ningsvärdet (k), därvid uppnående ett viktat diagnostiskt signalvärde (sk); - associera det viktade diagnostiska signalvärdet (sk) med ett 'fórutbestämt hastighetsintervall (Av) motsvarande det samplade hastighetsvärdet (v); - tillhandahålla, baserat på det valda hastighetsintervallet, ett hastighetsberoende viktningsvärde (K); - multiplicera vardera viktat diagnostiskt signalvärde (sk) med det hastighetsberoende vikt- ningsvärdet (K), därvid uppnående effektivt diagnostiskt signalvärde (s'); - beräkna den återstående livstiden (N mm) for pulsgivaren utifrån takten med vilken de effektiva diagnostiska signalvärdena (s') avtar till en förutbestämd nivå SC.

13. Förfarande enligt något av kraven 1-8, vari beräkningen av återstående livstid hos en elektro- nisk del hos pulsgivaren innefattar stegen av: - sampla åtminstone ett temperaturvärde (T) över en lagringstidsperiod (At); - associera tidsperioden (At) med ett fórutbestämt temperaturintervall (AT), motsvarande tem- peraturvärdet (T); - tillhandahålla, baserat på det valda temperatur-intervallet, ett temperaturberoende viktnings- värde (Mg UI 10 15 20 28 - multiplicera lagringstidsperioden (At) med det temperaturberoende viktníngsvärdet (Ä), därvid uppnående den effektiva lagringstiden (Neff) för pulsgivaren; - beräkna den återstående livstiden (Nrem) för pulsgivaren genom att subtrahera den effektiva lagringstiden (N eff) från livstidsreferensvärdet (Nmf).

14. , Ett pulsgivaresystem (5) innefattande en detektionsenhet (20) för att detektera rörelse, en signalprocesseringsenhet (35) för att generera en signal baserat på den detekterade rörelsen och en datorprocessorenhet (70) och åtminstone en tillståndssensor (40, 50, 60) för att tillhandahålla värden av driftsvariabler för pulsgivaren, kännetecknat av - en livstidsberäkningsenhet (80) innefattande en databas (81) i vilken är lagrade: referensvär- den för givarlivstid under norninella driftbetingelser, förutbestämda intervall för driftsvariab- ler som påverkar pulsgivarens livstid, viktningsvärden; och ett minne (83) för att lagra samp- lade värden och en beräkningsenhet (82); vari livstidsberälmingsenheten (80) är anordnad att beräkna den återstående livstiden för puls givaren enligt förfarandet enligt något av kraven 1-13.

15. Pulsgivaresystemet enligt krav 14, vari pulsgivaresystemet innefattar en rotationspulsgivare innefattande en detektorenhet för att detektera rotationsrörelse, eller en linjär pulsgivare innefat- tande en detektionsenhet för att detektera linjär rörelse.