SE1000631A1 - Ett system för tillståndsövervakning - Google Patents

Abstract

Ett förfarande för drift av en anordning för analys av tillståndet hos en maskin som haren del som roterar med en rotationshastighet (fROT), innefattande stegen att: mottaga en första digital signal (SRED, SMD, SENV) som beror av mekaniskavibrationer med ursprung i rotation av nämnda del; analysera den första digitala signalen (SRED, SMD, SENV) för att detekteraamplitud-toppvärden (Ap) under en finit tidsperiod (Pm), varvid den finita tidsperiodenmotsvarar en bestämd mängd ( R) rotation av den roterbara delen; varvid den bestäm-da mängden ( R) rotation motsvarar mer än ett varv för den övervakade roterbara delen; definiera ett flertal (NR) amplitudintervall; sortera in de detekterade amplitud-toppvärdena (Ap) i motsvarande ampli-tudintervall så att förekomst (N) av detekterade amplitud-toppvärden (Ap) inom nämndaflertal amplitudintervall återges; estimera ett representativt amplitud-toppvärde (APR) i beroende av de sorte- rade amplitud-toppvärdena (Ap) och den bestämda mängden ( R).

Description

15 20 25 30 2 beskrivna anordningen har en sensor för alstrande av ett mätvärde indikerande vibra- tion vid en mätpunkt. Anordningen som beskrivs i WO 03062766 har en dataprocessor och ett minne. Minnet kan lagra programkod som, när den körs på dataprocessorn, kommer att orsaka analysanordningen att utföra en maskintillståndsövervakningsfunk- tion. En sådan maskintillståndsövervakningsfunktion kan innefatta stötpulsmätning.

Sammanfattning En aspekt av uppfinningen avser problemet att tillhandahålla ett förbättrat förfarande och en förbättrad anordning för analys av tillståndet hos en maskin som har en roteran- de del.

Detta problem adresseras av ett förfarande för drift av en anordning för analys av till- ståndet hos en maskin som har en del som roterar med en rotationshastighet (fRoT), innefattande stegen att: mottaga en första digital signal (SRED, SMD, SENV) som beror av mekaniska vibrationer med ursprung i rotation av delen; analysera den första digitala signalen (SRED, SMD, SENV) för att detektera amplitud-toppvärden (Ap) under en finit tidsperiod (Pm), varvid den finita tidsperioden motsvarar en viss mängd ( R) rotation av den roterbara delen; varvid nämnda viss mängd ( R) rotation motsvarar mer än ett varv för den roterbara delen; definiera ett flertal (NR) amplitudintervall; sortera in de detekterade amplitud-toppvärdena (Ap) i motsvarande ampli- tudintervall så att förekomst (N) av detekterade amplitud-toppvärden (Ap) inom nämnda amplitudintervall indikeras; estimera ett representativt amplitud-toppvärde (APR) i beroende av de sorte- rade amplitud-toppvärdena (Ap) och nämnda viss mängd ( R).

Kort figurbeskrivning För enkel förståelse av föreliggande uppfinning kommer den att beskrivas med hjälp av exempel och med hänvisning till bifogade ritningar i vilka: 10 15 20 25 30 3 Fig. 1 visar ett schematiskt blockschema av en utföringsform av ett konditionsana|yssy- stem 2 enligt en utföringsform av uppfinningen.

Fig. 2A är ett schematisk blockschema av en utföringsform av en del av tillståndsana- lyssystemet 2 som visas i Fig. 1.

Fig. 2B är ett schematisk blockschema av en utföringsform av ett sensorgränssnitt.

Fig. 2C är en illustration av en mätsignal från en vibrationssensor.

Fig. 2D illustrerar en mätsignalamplitud genererad av en stötpulssensor.

Fig. 2E illustrerar en mätsignalamplitud genererad av en vibrationssensor.

Fig. 3 är en förenklad illustration av en stötpulsmätsensor enligt en utföringsform av uppfinningen.

Fig. 4 är en förenklad illustration av en utföringsform av minnet 60 och dess innehåll.

Fig. 5 är ett schematiskt blockschema av en utföringsform av analysapparaten vid en kundplats med en maskin 6 som har en rörlig axel.

Fig. 6A illustrerar ett schematiskt blockschema av en utföringsform av förprocessorn enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning.

F ig. 6B illustrerar ett schematiskt blockschema av en utföringsform av förprocessorn innefattande en digital likriktare.

Fig. 7 illustrerar en utföringsform av utvärderaren.

Fig. 8 är en schematisk illustration av en likriktad signal som skulle kunna levereras av likriktaren som visas i Figur 6B.

Fig. 9 illustrerar ett histogram som är resultatet av en mätning.

Fig. 10 illustrerar ett histogram som är resultatet av en annan mätning.

Fig. 11A är ett flödesdiagram som illustrerar en utföringsform av ett förfarande för drift av anordningen så att den iordningställs att utföra toppvärde-tillståndsanalys.

Fig. 11B är ett flödesdiagram som illustrerar en utföringsform av ett förfarande för drift av anordningen så att den utför toppvärde-tillståndsanalys.

Fig. 12A är ett flödesdiagram som illustrerar en utföringsform av ett förfarande för utfö- rande av en toppvärde-mätsession.

Fig. 12B är ett flödesdiagram som illustrerar en utföringsform av ett förfarande för att utföra en toppvärde-mätsession och adressera påverkan av skurar av brus-amplitud- toppar.

Fig. 13A illustrerar ett histogram med ett flertal amplitudfack.

Fig. 13B är en schematisk illustration av ett flertal minnespositioner anordnade som en tabell. 10 15 20 25 30 Fig. 13C är en illustration av en kumulativ histogramtabell som motsvarar histogram- tabellen enligt figur 13B.

Fig. 14A är ett flödesdiagram som illustrerar en utföringsform av ett förfarande för att fastställa ett representativt amplitudtoppvärde på basis av de amplitudtoppvärden Ap som samlats in under mätsessionen.

Fig. 14B är ett flödesdiagram som illustrerar ytterligare en utföringsform av ett förfaran- de för att estimera ett representativt amplitudtoppvärde APR på basis av de amplitudtoppvärden Ap som samlats in under mätsessionen.

Fig. 15A är en illustration som avspeglar principen för ett kumulativt histogram som är ett resultat av en mätning.

Detaljerad beskrivning av utföringsformer I följande beskrivning kan liknande särdrag i olika utföringsformer indikeras med samma referenssiffror.

Fig. 1 visar ett schematiskt blockschema av en utföringsform av ett tillståndsanalyssy- stem 2 enligt en utföringsform av uppfinningen. Referenssiffra 4 avser en kundplats med en maskin 6 som har en rörlig del 8. Den rörliga delen kan innefatta lager 7 och en axel 8 som, när maskinen är i drift, roterar. Drifttillståndet hos axeln 8 eller hos lagret 7 kan fastställas i beroende av vibrationer som har sitt ursprung från axeln och/eller lagret när axeln roterar. Kundplatsen 4, som också kan refereras till såsom kunddelen eller användardelen, kan exempelvis vara platsen för en vindfarm, d v s en grupp vindturbi- ner på en plats, eller platsen för ett pappersbruk, eller någon annan tillverkningsanläggning som har maskiner med rörliga delar.

En utföringsform av tillståndsanalyssystemet 2 är driftklart när en sensor 10 är fäst på eller vid en mätpunkt 12 på höljet till en maskin 6. Fastän Fig. 1 endast illustrerar två mätpunkter 12, skall det förstås att en plats 4 kan omfatta vilket som helst antal mät- punkter 12. Tillståndsanalyssystemet 2 som visas i Fig. 1, innefattar en analysanordning 14 för analys av tillståndet hos en maskin på basis av mätvärden som levereras av sen- sorn 10. 10 15 20 25 30 5 Analysanordningen 14 har en kommunikationsport 16 för dubbelriktad datakommunika- tion. Kommunikationsporten 16 är anslutningsbar till ett kommunikationsnätverk 18, exempelvis via ett datagränssnitt 19. Kommunikationsnätverket 18 kan vara det världs- omspännande Internet, också känt som lntemet. Kommunikationsnätverket 18 kan också innefatta ett publikt kretskopplat telefonnät.

En serverdator 20 är ansluten till kommunikationsnätverket 18. Servern 20 kan innefatta en databas 22, in/ut-användargränssnitt 24 och databearbetningshårdvara 26, och en kommunikationsport 29. Serverdatorn 20 är placerad på en plats 28, som är geograflskt separat från kundplatsen 4. Serverplatsen 28 kan vara i en första stad, såsom den svenska huvudstaden Stockholm, och kundplatsen kan vara i en annan stad, såsom Stuttgart, Tyskland eller Detroit i Michigan, USA. Alternativt kan serverplatsen 28 vara i en första del av en stad och kundplatsen vara i en annan plats av samma stad. Server- platsen 28 kan också refereras till såsom leverantörsdel 28, eller leverantörsdelsplats 28.

Enligt en utföringsform av uppfinningen innefattar en central styrplats 31 en styrdator 33 som har databearbetningshårdvara och mjukvara för övervakning av ett flertal maskiner vid kundplatsen 4. Maskinerna 6 kan vara vindturbiner eller växellådor som används i vindturbiner. Alternativt kan maskinerna innefatta maskineri i exempelvis ett pappers- verk. Styrdatorn 33 kan omfatta en databas 22B, in/ut-användargränssnitt 24B och databearbetningshårdvara 26B, och en kommunikationsport 29B. Den centrala styrplat- sen 31 kan vara separerad från kundplatsen 4 av ett geografiskt avstånd. Medelst kommunikationsporten 29B kan styrdatorn 33 vara kopplad att kommunicera med ana- lysanordning 14 via port 16. Analysanordningen 14 kan leverera mätdata som är delvis bearbetad så att ytterligare signalbearbetning och/eller analys kan utföras vid central- platsen 31 av styrdatorn 33.

Ett Ieverantörsföretag upptar leverantörsdelsplatsen 28. Leverantörsföretaget kan sälja och leverera analysanordningar 14 och/eller mjukvara för användning i en analysanord- ning 14. Leverantörsföretaget kan också sälja och leverera analysmjukvara för användning i styrdatom vid den centrala styrplatsen 31. Sådan analysmjukvara 94, 105 diskuteras i samband med Fig. 4 nedan. Sådan analysmjukvara 94, 105 kan levereras via sändning över kommunikationsnätverket 18. 10 15 20 25 30 Enligt en utföringsform av systemet 2 är anordningen 14 en bärbar anordning som kan vara kopplad till kommunikationsnätverket 18 från tid till annan.

Enligt en annan utföringsform av systemet 2 är anordningen 14 ansluten till kommunika- tionsnätverket 18 väsentligen kontinuerligt. Således kan anordningen 14 enligt denna utföringsform väsentligen alltid vara "on-line-tillgänglig" för kommunikation med leveran- törsdatorn 20 och/eller med styrdatorn 33 vid styrplats 31.

Fig. 2A är ett schematiskt blockschema av en utföringsform av en del av tillståndsana- lyssystemet 2 som visas i Fig. 1. Tillståndsanalyssystemet, såsom illustrerat i Fig. 2A, omfattar en sensorenhet 10 för alstring av ett mätvärde. Mätvärdet kan vara beroende av rörelse eller, närmare bestämt, beroende av vibrationer eller stötpulser orsakade av lager när axeln roterar.

En utföringsform av tillståndsanalyssystemet 2 är driftsfähigt när en anordning 30 är fast monterad på eller vid en mätpunkt på en maskin 6. Anordningen 30 som är monterad vid mätpunkten kan kallas för en stud 30. En stud 30 kan innefatta en anslutningskopp- ling 32 till vilken sensorenheten 30 är löstagbart fästbar. Anslutningskopplingen 32 kan exempelvis innefatta dubbla startgängor för att göra det möjligt för sensorenheten att mekaniskt kopplas ihop med studen medelst 'A varvs vridning.

En mätpunkt 12 kan innefatta en gängad fördjupning i maskinens hölje. En stud 30 kan ha ett utskjutande stycke med gängor som motsvarar gängorna hos fördjupningen för att möjliggöra för studen att fästas stadigt vid mätpunkten genom införande av studen i fördjupningen som en bult.

Alternativt kan en mätpunkt 12 innefatta en gängad fördjupning i maskinens hölje, och sensorenheten 10 kan innefatta motsvarande gängor så att den kan direkt föras in iför- djupningen. Altemativt är mätpunkten märkt på maskinens hölje endast medelst ett målat märke. 10 15 20 25 30 7 Maskinen 6, som exemplifieras i Fig. 2, kan ha en roterande axel med en viss axeldia- meter d1. Axeln i maskinen 24 kan rotera med en viss rotationshastighet V1 när maskinen 6 är i användning.

Sensorenheten 10 kan vara kopplad till anordningen 14 för analys av maskinens till- stånd. Med hänvisning till Fig. 2A, innefattar analysanordningen 14 ett sensorgränssnitt 40 för mottagande av en mätsignal eller mätdata, som alstras av sensorn 10. Sensor- gränssnittet 40 är kopplat till ett databearbetningsorgan 50 som kan styra analysanordningens 14 drift i enlighet med programkod. Databearbetningsorganet 50 är också kopplat till ett minne 60 för lagring av programkoden.

Enligt en utföringsform av uppfinningen innefattar sensorgränssnittet 40 en ingång 42 för mottagande av en analog signal, varvid ingången 42 år ansluten till en analog-till- digital-omvandlare 44 (A/D-omvandlare 44), vars digitala utgång är kopplad till databe- arbetningsorganet 50. A/D-omvandlaren 44 samplar den mottagna analoga signalen med en viss samplingsfrekvens fs för att leverera en digital mätdatasignal SMD som har en viss samplingsfrekvens fs och varvid amplituden hos varje sampel beror av amplitu- den på den mottagna analoga signalen vid samplingstidpunkten.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen, som illustreras i Fig. 2B, innefattar sen- sorgränssnittet 40 en ingång 42 för mottagning av en analog signal SEA från en stötpulsmätsensor, en konditioneringskrets 43 kopplad att mottaga den analoga signa- len, och en A/D-omvandlare 44 kopplad att mottaga den konditionerade analoga signalen från konditioneringskretsen 43. A/D-omvandlaren 44 samplar den mottagna konditionerade analoga signalen med en viss samplingsfrekvens fs så att den levererar en digital mätdatasignal SMD som har en viss samplingsfrekvens fs och vari amplituden hos varje sampel beror av amplituden på den mottagna analoga signalen vid samplings- tidpunkten.

Samplingsteoremet garanterar att bandbegränsade signaler (d v s signaler som har en maximal frekvens) kan rekonstrueras perfekt ur sina samplade versioner, om samp- lingsfrekvensen fs är mer än dubbla maximumfrekvensen fSEAmaX hos den analoga signal SEA som skall övervakas. Den frekvens som är lika med hälften av samplingsfre- kvensen är därför en teoretisk gräns för den högsta frekvens som otvetydigt kan 10 15 20 25 30 8 representeras av den samplade signalen SMD. Denna frekvens (halva samplingsfre- kvensen) kallas Nyquist-frekvensen i det samplade systemet. Frekvenser över Nyquist- frekvensen fN kan observeras i den samplade signalen, men deras frekvens ärtvetydig.

Detta innebär att en frekvenskomponent med frekvens f inte kan särskiljas från andra komponenter med frekvenser B*fN + f, och B*fN - f för heltal B skilda från noll. Denna tvetydighet, känd som aliasing (eng. aliasing) kan hanteras genom filtrering av signalen med ett anti-aliasing-filter (vanligen ett lågpassfilter med gränsfrekvens nära Nyquist- frekvensen) innan omvandling till den samplade diskreta representationen.

För att tillhandahålla en säkerhetsmarginal i termer av att tillåta ett icke-idealt filter att ha en viss flank i frekvenssvaret, kan samplingsfrekvensen väljas till ett värde högre än 2.

Således, enligt utföringsformer av uppfinningen, kan samplingsfrekvensen ställas till fs = k * fsEAmax där k är en faktor som har ett värde högre än 2,0 Således kan faktorn k väljas till ett värde högre än 2,0. Företrädesvis kan faktorn k väl- jas till ett värde mellan 2,0 och 2,9 för att tillhandahålla en bra säkerhetsmarginal och samtidigt undvika att generera onödigt många sampelvärden. Enligt en utföringsforrn väljs faktorn k fördelaktligen så att 100*k/2 ger ett heltal. Enligt en utföringsforrn kan faktorn k sättas till 2,56. Att välja k till 2,56 ger resultatet att 100*k = 256 = 2 upphöjt till 8.

Enligt en utföringsform kan samplingsfrekvensen fs hos den digitala mätdatasignalen SMD fixeras till ett bestämt värde fs, såsom exempelvis fs = 102 kHz.

Således kommer maximumfrekvensen fSEAmaX hos den analoga signalen SEA, när samp- lingsfrekvensen fs fixeras till ett bestämt värde fs, att vara: fSEAmax = fS l k 10 15 20 25 30 9 där fSEAmaX är den högsta frekvens som skall analyseras i den samplade signalen.

Således kommer maximumfrekvensen fSEAmax hos den analoga signalen SEA, när samp- lingsfrekvensen fs är fixerad till ett bestämt värde fs = 102 400 Hz, och faktorn k är satt till 2,56, att vara: fSEAmaX = fs / k = 102 400/2,56 = 40 kHz Således genereras en digital mätdatasignal SMD, med en viss samplingsfrekvens fs, i beroende av den mottagna analoga mätsignalen SEA. Digitalutgången 48 hos AID- omvandlaren 44 är kopplad till databearbetningsorganet 50 via en utgång 49 hos sen- sorgränssnittet 40 så att den levererar den digitala mätdatasignalen SMD till databearbetningsorganet 50.

Sensorenheten 10 kan innefatta en vibrationssignalomvandlare, varvid sensorenheten är utformad för att fysiskt kopplas till mätpunktens anslutningskoppling så att maskinvib- rationer vid mätpunkten överförs till vibrationssignalomvandlaren. Enligt en utföringsform av uppfinningen innefattar sensorenheten en signalomvandlare som har ett piezoelektriskt element. När mätpunkten 12 vibrerar, så kommer sensorenheten 10, eller åtminstone en del av den, också att vibrera och signalomvandlaren alstrar då en elektrisk signal vars frekvens och amplitud beror av den mekaniska vibrationsfrekven- sen resp. vibrationsamplituden vid mätpunkten 12. Enligt en utföringsform av uppfinningen är sensorenheten 10 en vibrationssensor, som tillhandahåller en analog amplitudsignal om exempelvis 10 mV/g i frekvensområdet 1,00-10 000 Hz. En sådan vibrationssensor är konstruerad att leverera väsentligen samma amplitud om 10 mV oavsett om den utsätts för accelerationen 1 g (9,82 m/sz) vid 1 Hz, 3 Hz eller 10 Hz.

Således har en typisk vibrationssensor ett linjärt svar inom ett specificerat frekvensin- tervall upp till ca 10 kHz. Mekaniska vibrationer i det frekvensområdet, som har ursprung i roterande maskindelar, orsakas vanligen av obalans eller felaktig uppriktning.

När den är monterad på en maskin, har en Iinjär-svar-vibrationssensor emellertid typiskt också ett flertal olika mekaniska resonansfrekvenser som beror av den fysiska vägen mellan sensorn och vibrationskällan. 10 15 20 25 30 10 En skada i ett rullager orsakar relativt skarpa elektriska vågor, kända som stötpulser, som rör sig längs en fysisk väg i maskinens hölje innan de når sensorn. Sådana stöt- pulser har ofta ett brett frekvensspektrum. Amplituden hos en rullagerstötpuls är typiskt lägre än amplituden hos en vibration som orsakas av obalans eller felaktig uppriktning.

Stötpulssignaturernas breda frekvensspektrum möjliggör för dem att aktivera ett "ring- ande svar" eller en resonans vid en resonansfrekvens associerad med sensorn.

Således kan en typisk mätsignal från en vibrationssensor ha en vågform som visas i Fig. 2C, d v s en dominant Iågfrekvenssignal med ett överlagrat mer högfrekvent reso- nant "ringande svar" med lägre amplitud.

För att möjliggöra analys av stötpulssignaturen, som ofta har sitt ursprung i en lager- skada, måste lågfrekvenskomponenten filtreras bort. Detta kan åstadkommas medelst ett högpassfilter eller medelst ett bandpassfilter. Emellertid måste dessa filterjusteras så att lågfrekvenssignaldelen blockeras medan högfrekvenssignaldelen levereras vida- re. En individuell vibrationssensor kommer typiskt att ha en resonansfrekvens associerad med den fysiska vägen från en stötpulssignalkälla, och en annan resonans- frekvens associerad med den fysiska vägen från en annan stötpulskälla, såsom nämns i US 6 053 047. Filterjustering syftande till att leverera vidare högfrekvenssignaldelen kräver således individuell anpassning när en vibrationssensor används.

När ett sådant filter är korrekt justerat kommer den resulterande signalen att bestå av stötpulssignaturen/signaturerna. Analysen av stötpulssignaturen/signaturerna som här- rör ur en vibrationssensor försämras emellertid något av det faktum att amplitudsvaret såväl som resonansfrekvensen till sin natur varierar i beroende av den individuella fy- siska vägen från stötpulssignalkällorna.

Fördelaktligen kan dessa nackdelar associerade med vibrationssensorer åtgärdas ge- nom nyttjande av en stötpulsmätsensor. Stötpulsmätsensorn är konstruerad och anpassad att tillhandahålla en förutbestämd mekanisk resonansfrekvens såsom be- skrivs närmare nedan.

Denna egenskap hos stötpulsmätsensorn ger fördelaktligen repeterbara mätresultat i det att utsignalen från en stötpulsmätsensor har en stabil resonansfrekvens väsentligen 10 15 20 25 30 11 oberoende av den fysiska vägen mellan stötpulssignalkällan och stötpulssensorn. Vida- re tillhandahåller ömsesidigt olika individuella stötpulssensorer mycket små, om några, avvikelser i resonansfrekvens.

En fördelaktig effekt av detta är att signalbehandlingen förenklas, i det att filter inte mås- te justeras individuellt, till skillnad från de fall som beskrivits ovan då vibrationssensorer används. Vidare är amplitudsvaret från stötpulssensorer väldefinierat så att en individu- ell mätning tillhandahåller pålitlig information när mätningen utförs i enlighet med tillbörliga mätmetoder definierade av S.P.M. Instrument AB.

Fig. 2D illustrerar en mätsignalamplitud genererad av en stötpulssensor, och Fig. 2E illustrerar en mätsignalamplitud genererad av en vibrationssensor. Båda sensorer har utsatts för samma serie mekaniska stötar utan det typiska Iågfrekvenssignalinnehållet.

Såsom tydligt syns i Fig. 2D och 2E är varaktigheten hos ett resonanssvar på en stöt- pulssignatur från stötpulssensorn kortare än motsvarande resonanssvar på en stötpulssignatur från vibrationssensorn.

Denna stötpulsmätsensorns egenskap att tillhandahålla distinkta stötpulssignatursvar har den fördelaktiga effekten att tillhandahålla en mätsignal ur vilken det är möjligt att särskilja mellan olika mekaniska stötpulser som inträffar inom en kort tidsrymd.

Enligt en utföringsform av uppfinningen är sensorn en stötpulsmätsensor. Fig. 3 är en förenklad illustration av en stötpulsmätsensor 10 enligt en utföringsform av uppfinning- en. Enligt denna utföringsform innefattar sensorn en del 110 som har en viss massa eller vikt och ett piezoelektriskt element 120. Det piezoelektriska elementet 120 är något flexibelt så att det kan komprimeras och expandera när det utsätts för extern kraft. Det piezoelektriska elementet 120 är försett med elektriskt ledande lager 130 resp. 140 på motstående ytor. När det piezoelektriska elementet 120 krymper och expanderar gene- rerar det en elektrisk signal som fångas upp av de ledande lagren 130 och 140. Således omvandlas en mekanisk vibration till en analog elektrisk mätsignal SEA, som levereras på utsignalanslutningarna 145, 150. Det piezoelektriska elementet 120 kan placeras mellan vikten 110 och en yta 160 som, under drift, är fysiskt fäst vid mätpunkten 12, såsom illustreras i Fig. 3. 10 15 20 25 30 12 Stötpulsmätsensorn 10 har en resonansfrekvens som beror av sensorns mekaniska karakteristika, såsom massan m av viktdelen 110 och elasticiteten hos det piezoelekt- riska elementet 120. Således har det piezoelektriska elementet en elasticitet och en fjäderkonstant k. Den mekaniska resonansfrekvensen fRM för sensorn är därför beroen- de av massan m och fjäderkonstanten k.

Enligt en utföringsform av uppfinningen kan sensorns mekaniska resonansfrekvens fRM fastställas med följande ekvation: fRM = 1/(2n) \/(k/m) (ekv1) Enligt en annan utföringsform kan den faktiska mekaniska resonansfrekvensen för en stötpulsmätsensor 10 också bero av andra faktorer, såsom hur sensorn är fäst vid ma- skinens 6 hölje.

Den resonanta stötpulsmätsensorn 10 är således speciellt känslig för vibrationer som har en frekvens på eller nära den mekaniska resonansfrekvensen fRM. Stötpulsmätsen- sorn 10 kan konstrueras så att den mekaniska resonansfrekvensen fRM är någonstans i området från 28 kHz till 37 kHz. Enligt en annan utföringsform är den mekaniska reso- nansfrekvensen fRM någonstans i området från 30 kHz till 35 kHz.

Således har den analoga elektriska mätsignalen en elektrisk amplitud som kan variera över frekvensspektrat. l syfte att beskriva den teoretiska bakgrunden, kan det antagas att om stötpulsmätsensorn 10 skulle utsättas för mekaniska vibrationer med identisk amplitud inom alla frekvenser från exempelvis 1 Hz till exempelvis 200 000 kHz, så kommer amplituden på den analoga signalen SEA från stötpulsmätsensorn att ha ett maximum vid den mekaniska resonansfrekvensen fRM, eftersom sensorn kommer att uppvisa resonans när den "knuffas" med den frekvensen.

Med hänvisning till Fig. 2B, mottager konditioneringskretsen 43 den analoga signalen SEA. Konditioneringskretsen 43 kan konstrueras till att vara en impedansanpassnings- krets anordnad att anpassa in-impedansen hos A/D-omvandlaren såsom den uppfattas från sensoranslutningarna 145, 150 så att en optimal signalöverföring inträffar. Således kan konditioneringskretsen 43 fungera så att den anpassar in-impedansen Z", betraktat 10 15 20 25 30 13 från sensoranslutningarna 145, 150 så att en maximal elektrisk effekt levereras till AID- omvandlaren 44. Enligt en utföringsform av konditioneringskretsen 43 matas den analo- ga signalen SEA till en transformators primärlindning, och en konditionerad analog signal levereras av en transformatorns sekundärlindning. Primärlindningen har n1 varv och sekundärlindningen har n2 varv, varvid förhållandet n1/n2 = m2. Således är AID- omvandlaren 44 kopplad att mottaga den konditionerade analoga signalen från kondi- tioneringskretsen 43. A/D-omvandlaren 44 har en in-impedans 244, och A/D- omvandlarens in-impedans betraktad från sensoranslutningarna 145, 150 kommer att vara (n1/n2)2 * 244, när konditioneringskretsen 43 är inkopplad mellan sensoranslut- ningarna 145, 150 och A/D-omvandlarens 44 ingångsanslutningar.

A/D-omvandlaren 44 samplar den mottagna konditionerade analoga signalen med en viss samplingsfrekvens fs så att den levererar en digital mätdatasignal SMD med en viss samplingsfrekvens fs där amplituden på varje sampel beror av amplituden hos den mot- tagna analoga signalen vid samplingstidpunkten.

Enligt utföringsformer av uppfinningen levereras den digitala mätdatasignalen SMD till ett organ 180 för digital signalbehandling (se Fig. 5).

Enligt en utföringsform av uppfinningen innefattar organet 180 för digital signalbehand- ling dataprocessorn 50 och programkod för att orsaka dataprocessorn 50 att utföra digital signalbehandling. Enligt en utföringsform av uppfinningen utgörs processom 50 av en digital signalprocessor. Den digitala signalprocessorn kan också kallas DSP.

Med hänvisning till Fig. 2A, är databehandlingsorganet 50 kopplat till ett minne 60 för lagring av programkoden. Programminnet 60 är företrädesvis ett icke-flyktigt minne.

Minnet 60 kan vara ett läs/skrivminne, d v s möjliggörande både läsning av data från minnet och skrivning av ny data till minnet 60. Enligt en utföringsform utgörs program- minnet 60 av ett FLASH-minne. Programminnet 60 kan innefatta ett första minnessegment 70 för lagring av en första uppsättning programkod 80 som är exekver- bar så att den styr analysapparaten 14 att utföra basala funktioner (Fig. 2A och Fig. 4).

Programminnet kan också omfatta ett andra minnessegment 90 för lagring av en andra uppsättning programkod 94. Den andra uppsättningen programkod 94 i det andra min- nessegmentet 90 kan innefatta programkod för att orsaka analysapparaten att bearbeta 10 15 20 25 30 14 den detekterade signalen, eller signalerna, så att den genererar en förbearbetad signal eller en uppsättning förbearbetade signaler. Minnet 60 kan också innefatta ett tredje minnessegment 100 för lagring av en tredje uppsättning programkod 104. Uppsättning- en programkod 104 i det tredje minnessegmentet 100 kan innefatta programkod för att orsaka analysapparaten att utföra en utvald analysfunktion 105. När analysfunktionen utförs kan den orsaka analysapparaten att presentera ett motsvarande analysresultat på användargränssnittet 106 eller att leverera analysresultatet på porten 16 (se Fig. 1 och Fig. 2A och Fig. 7).

Databearbetningsorganet 50 är också kopplat till läs/skrivminnet 52 för datalagring. Vi- dare kan databearbetningsorganet 50 vara kopplat till ett analysanordningskommunikationsgränssnitt 54. Analysanordningskommunikations- gränssnittet 54 tillhandahåller dubbelriktad kommunikation med ett mätpunktkommunikationsgränssnitt 56 som är fäst bart pä vid eller i närheten av mät- punkten på maskinen.

Mätpunkten 12 kan omfatta en anslutningskoppling 32, en läsbar och skrivbar informa- tionsbärare 58, och ett mätpunktkommunikationsgränssnitt 56.

Den skrivbara informationsbäraren 58, och mätpunktkommunikationsgränssnittet 56 kan tillhandahållas i en separat anordning 59 placerad i närheten av studen 30, såsom illu- streras i Fig. 2. Alternativt kan den skrivbara informationsbäraren 58, och mätpunktkommunikationsgränssnittet 56 tillhandahållas inom studen 30. Detta beskrivs i större detalj i WO 98/01831, vars innehåll härmed inkorporeras genom hänvisning.

Systemet 2 är anordnat att tillåta dubbelriktad kommunikation mellan mätpunktkommu- nikationsgränssnittet 56 och analysanordningskommunikationsgränssnittet 54.

Mätpunktkommunikationsgränssnittet 56 och analysanordningskommunikationsgräns- snittet 54 är företrädesvis konstruerat att tillåta trådlös kommunikation. Enligt en utföringsform är mätpunktkommunikationsgränssnittet och analysanordningskommuni- kationsgränssnittet konstruerade att kommunicera med varandra via radiofrekvenssignaler (RF)-signaler. Denna utföringsform innefattar en antenn i mät- punktkommunikationsgränssnittet 56 och en annan antenn i analysanordningskommunikationsgränssnittet 54. 10 15 20 25 30 15 Fig. 4 är en förenklad illustration av en utföringsform av minnet 60 och dess innehåll.

Avsikten är att den förenklade illustrationen skall förmedla förståelse av den generella idén att lagra olika programfunktioneri minnet 60, och det är inte nödvändigtvis en kor- rekt teknisk beskrivning av det sätt på vilket ett program skulle lagras i en riktig minneskrets. Det första minnessegmentet 70 lagrar programkod för att styra analysan- ordningen 14 att utföra basala uppgifter. Fastän den förenklade illustrationen enligt Fig. 4 visar pseudokod skall det förstås att programkoden 80 kan utgöras av maskinkod, eller programkod på vilken som helst nivå som kan exekveras eller interpreteras av da- tabearbetningsorganet 50 (Fig. 2A).

Det andra minnessegmentet 90, illustrerat i Fig. 4, lagrar en andra uppsättning pro- gramkod 94. När den körs på databearbetningsorganet 50 kommer programkoden 94 i segment 90 att orsaka analysanordningen 14 att utföra en funktion, såsom en digital signalbehandlingsfunktion. Funktionen kan omfatta en avancerad matematisk bearbet- ning av den digitala mätdatasignalen SMD. Enligt utföringsformer av uppfinningen är programkoden 94 anordnad att orsaka processororganet 50 att utföra signalbehand- lingsfunktioner som beskrivs i anslutning till Fig. 5, 6, 9 och/eller Fig. 16 i detta dokument.

Såsom beskrivs ovan i samband med Fig. 1 kan ett datorprogram för styrning av ana- lysanordningens funktion laddas ner från serverdatorn 20. Detta betyder att det program-som-skall-laddas-ner sänds över kommunikationsnätverket 18. Detta kan gö- ras genom att modulera en bärvåg att bära programmet över kommunikationsnätverket 18. Således kan det nerladdade programmet laddas in i ett digitalt minne, såsom minnet 60 (se Fig. 2A och 4). Således kan ett signalbehandlingsprogram 94 och/eller ett ana- lysfunktionprogram 104, 105 mottagas via en kommunikationsport, såsom port 16 (Fig. 1 & 2A), så att det laddas in i minnet 60. På liknande sätt kan ett signalbearbet- ningsprogram 94 och/eller ett analysfunktionprogram 104, 105 mottagas via kommunikationsport 29B (Fig. 1) så att det laddas in i ett programminnesutrymme i da- torn 26B eller i databasen 22B.

En aspekt av uppfinningen avser en dataprogramprodukt, såsom ett programkodorgan 94 och/eller programkodorgan 104, 105 som är laddbart i ett digitalt minne hörande till 10 15 20 25 30 16 en anordning. Dataprogramprodukten innefattar mjukvarukodstycken för utförande av signaIbearbetningsförfaranden och/eller analysfunktioner när nämnda produkt körs på en databearbetningsenhet 50 i en anordning för analys av tillståndet hos en maskin.

Uttrycket "körs på en databearbetningsenhet" betyder att dataprogrammet plus databe- arbetningsenheten utför ett förfarande av den sort som beskrivs i detta dokument.

Ordalydelsen “en dataprogramprodukt, laddbar i ett digitalt minne i en tillståndsanalys- anordning" betyder att ett datorprogram kan föras in i det digitala minnet i en tillståndsanalysanordning så att man erhåller en tillståndsanalysanordning programme- rad att vara kapabel att, eller anordnad att, utföra ett förfarande av den sort som beskrivs ovan. Uttrycket "laddad i ett digitalt minne i en tillståndsanalysanordning" bety- der att tillståndsanalysanordningen som programmerats på detta sätt är kababel att, eller anordnad att, utföra ett förfarande av den sort som beskrivs ovan.

Den ovannämnda datorprogramprodukten kan också vara laddbar till ett datorläsbart medium, såsom en kompaktskiva eller DVD. Ett sådant datorläsbart medium kan an- vändas för leverans av programmet till en kund.

Enligt en utföringsform av analysanordningen 14 (Fig. 2A) innefattar den ett användar- inmatningsgränssnitt 102, varmed en operatör kan interagera med analysanordningen 14. Enligt en utföringsform innefattar användarinmatningsgränssnittet 102 en uppsätt- ning knappar 104. En utföringsform av analysanordningen 14 innefattar ett användarutgångsgränssnitt 106. Användarutgångsgränssnittet kan innefatta en display- enhet 106. När databearbetningsorganet 50 kör en basal programfunktion som tillhandahålles i den basala programkoden 80, möjliggör databearbetningsorganet 50 användarinteraktion medelst användarinmatningsgränssnittet 102 och displayenheten 106. Uppsättningen knappar 104 kan vara begränsad till ett fåtal knappar, såsom ex- empelvis fem knappar såsom illustreras i Fig. 2A. En central knapp 107 kan användas för en ENTER- eller SELECT-funktion, medan andra mer perifera knappar kan använ- das för att flytta en markering på displayen 106. På detta sätt skall förstås att symboler och text kan matas in i anordningen 14 via användargränssnittet. Displayenheten 106 kan exempelvis visa ett antal symboler, såsom bokstäverna i ett alfabet, medan markö- ren är rörlig på displayen i beroende av användarinmatning så att användaren tillåts mata in information. 10 15 20 25 30 17 Fig. 5 är ett schematiskt blockschema av en utföringsform av analysanordningen 14 vid en kundplats 4 med en maskin 6 som har en rörlig axel 8. Sensorn 10, som kan vara en stötpulsmätsensor, visas fäst vid en maskinkropp 6 så att den fångar upp mekaniska vibrationer och så att den levererar en analog mätsignal SEA som är indikativ av de de- tekterade mekaniska vibrationerna till sensorgränssnittet 40. Sensorgränssnittet 40 kan vara konstruerat såsom beskrivs i samband med Fig. 2A eller 2B. Sensorgränssnittet 40 levererar en digital mätdatasignal SMD till ett organ 180 för digital Signalbehandling.

Den digitala mätdatasignalen SMD har en samplingsfrekvens fs, och amplitudvärdet på varje sampel beror av amplituden hos den mottagna analoga mätsignalen SEA vid samplingstidpunkten. Enligt en utföringsform kan samplingsfrekvensen fs för den digita- la mätdatasignalen SMD fixeras till ett visst värde fs, såsom exempelvis fs = 102 kHz.

Samplingsfrekvensen fs kan styras av en klocksignal som levereras av en klocka 190, såsom illustreras i Fig. 5. Klocksignalen kan också levereras till organet 180 för digital Signalbehandling. Organet 180 för digital Signalbehandling kan alstra information om tidsvaraktigheten hos den mottagna digitala mätdatasignalen SMD i beroende av den mottagna digitala mätdatasignalen SMD, klocksignalen och sambandet mellan samp- lingsfrekvensen fs och klocksignalen, eftersom varaktigheten mellan två på varandra följande sampelvärden är lika med TS = 1/fs.

Enligt utföringsformer av uppfinningen innefattar organet 180 för digital signalbehand- ling en förprocessor 200 för utförande av en förbearbetning av den digitala mätdatasignalen SMD för att leverera en förbearbetad digital signal SMDp på en utgång 210. Utgången 210 är kopplad till en ingång 220 på en evaulator 230. Evaluatorn 230 är anordnad att utvärdera den förbearbetade digitala signalen SMDp så att den levererar ett resultat av utvärderingen till ett användargränssnitt 106. Alternativt kan resultatet av utvärderingen levereras till en kommunikationsport 16 så att sändning av resultatet möj- liggörs exempelvis till en reglerdator 33 vid en reglerplats 31 (se Fig. 1).

Enligt en utföringsform av uppfinningen, kan funktionerna som beskrivs i samband med de funktionella blocken i organet 180 för digital Signalbehandling, förprocessor 200 och evaluator 230 åstadkommas medelst dataprogramkod 94 och/eller 104 som beskrivs i samband med minnesområdena 90 och 100 i samband med Fig. 4 ovan. 10 15 20 25 30 18 En användare kan behöva endast ett fåtal basala övervakningsfunktioner för detektering av huruvida tillståndet hos en maskin är normalt eller onormalt. Vid detektering av ett onormalt tillstånd, kan användaren kalla på specialiserad professionell underhållsperso- nal för att fastställa problemets exakta karaktär, och för att utföra det nödvändiga underhållsarbetet. Den professionella underhållspersonalen behöver och använder ofta ett brett sortiment av evalueringsfunktioner som gör det möjligt att fastställa arten av, och/ eller orsaken till, ett onormalt maskintillstånd. Således kan olika användare av en analysanordning 14 ställa mycket olika krav på anordningens funktion. Uttrycket kondi- tioneringsövervakningsfunktion används i detta dokument för en funktion för detektering av huruvida tillståndet hos en maskin är normalt eller något försämrat eller onormalt.

Uttrycket konditionsövervakningsfunktion innefattar också en utvärderingsfunktion som gör det möjligt att fastställa arten av, och/eller orsaken till, ett onormalt maskintillstånd.

Exempel på maskintillståndsövervakninqsfunktioner Tillståndsövervakningsfunktionerna F1 ,F2. ._ Fn innefattar funktioner såsom: vibrationsanalys, temperaturanalys, stötpulsmätning, spektrumanalys av stötpulsmätda- ta, snabb Fourier-transformation av vibrationsmätdata, grafisk presentation av tillståndsdata på ett användargränssnitt, lagring av tillståndsdata i en skrivbar informa- tionsbärare på nämnda maskin, lagring av tillståndsdata i en skrivbar informationsbärare i nämnda anordning, tachometring, obalansdetektering och feldetek- teringsuppriktning.

Enligt en utföringsform innefattar anordningen 14 följande funktioner: F1 = vibrationsanalys, F2 = stötpulsmätning, F3 = toppnivåmätning, F4 = spektrumanalys av stötpulsmätdata, F5 = snabb Fourier-transformation av vibrationsmätdata, F6 = grafisk presentation av tillståndsdata på ett användargränssnitt, F7 = lagring av tillståndsdata i en skrivbar informationsbärare på nämnda maskin, F8 = lagring av tillståndsdata i en skrivbar informationsbärare 52 i nämnda anordning, 10 15 20 25 30 19 F9 = tachometring, F10 = obalansdetektering, och F11 = feluppriktningsdetektering, F12 = hämtning av tillståndsdata från en skrivbar informationsbärare 58 på maskinen, F13 = utförande av toppnivåmätning F3 och utförande av funktionen F12 "hämtning av tillståndsdata från en skrivbar informationsbärare 58 på maskinen" för att möjliggöra en jämförelse eller trendning baserad på aktuella toppnivåmätdata och historiska toppni- våmätdata.

F14 = hämtning av identifikationsdata från en skrivbar informationsbärare 58 på maski- Flen.

Utföringsformer av funktionen F7 "lagring av tillståndsdata i en skrivbar informationsbä- rare på maskinen", och F13 vibrationsanalys och upphämtning av tillståndsdata beskrivs mer noggrant i WO 98/01831, vars innehåll härmed inkorporeras genom hän- visning.

Toppnivåanalysen F3 kan utföras på basis av den enveloppade tidsdomänsignalen SENV som levereras av envelopper 250. Signalen SENV benämmnes också SMDP.

Toppnivåanalysen F3är anpassad att övervaka signalen under varaktigheten för en toppnivåövervakningsperiod PM i syfte att fastställs den maximala amplitudnivån.

Den maximala amplitudnivån kan vara indikativ för oljefilm-tjocklek i ett övervakat lager.

Således kan den detekterade amplituden vara indikativ för separation mellan metallytor i rullgränssnittet. Oljefilm-tjockleken kan vara beroende av smörjämnestillgången och/eller av axelns uppriktning. Vidare kan oljefilm-tjockleken vara beroende av lasten på axeln, dvs av den kraft med vilken metallytorna pressas mot varandra, varvid me- tallytorna exempelvis utgöres av ett lagers metallyta och en axels metallyta.

Det faktiska detekterade värdet på den maximala amplitudnivån kan också bero avla- gerytornas mekaniska tillstånd, dvs lagerenhetens tillstånd. Således kan det detekterade värdet på den maximala amplitudnivån bero av strävhet hos metallytorna i rullgränssnittet, och/eller skada på en metallyta i rullgränssnittet. Det detekterade värdet 10 15 20 25 30 20 på den maximala amplitudnivån kan också bero av förekomst av en lös partikel i lager- enheten.

Fig. 6A illustrerar ett schematiskt blockschema av en utföringsform av förprocessorn 200 enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning. I denna utföringsforrn kopplas den digitala mätdatasignalen SMD till ett digitalt bandpassfilter 240 som har en undre gränsfrekvens fLC, en övre gränsfrekvens fUC och en passbands-bandbredd mellan de övre och undre gränsfrekvenserna.

Det digitala bandpassfiltrets 240 utgång är anslutet till en digital enveloper 250. Enligt en utföringsform av uppfinningen levereras utsignalen från envelopern 250 till en utgång 260. Förprocessorns 200 utgång 260 är kopplad till det digitala signalbearbetningsorga- nets 180 utgång 210 för leverans till evaluatorns 230 ingång 220.

Det digitala bandpassfiltrets 240 övre och undre gränsfrekvenser kan väljas så att sig- nalens SMD frekvenskomponenter vid sensorns resonansfrekvens fRM är inom passbands-bandbredden. Såsom nämnts ovan åstadkommes en förstärkning av den mekaniska vibrationen genom att sensorn är mekaniskt resonant vid resonansfrekven- sen fRM. Således återger den analoga mätsignalen SEA ett förstärkt värde för vibrationerna vid och kring resonansfrekvensen fRM. Detta innebär att bandpassfiltret enligt utföringsformen enligt Fig. 6 fördelaktligen undertrycker signalen vid frekvenser under och över resonansfrekvensen fRM, så att mätsignalens komponenter vid reso- nansfrekvensen fRM ytterligare förstärks. Fördelaktligen begränsar det digitala bandpassfiltret 240 ytterligare det i mätsignalen inneboende bruset, eftersom varje bruskomponent under den undre gränsfrekvensen fLC, och över den övre gränsfrekven- sen fUC också elimineras eller dämpas. Vid användning av en resonant stötpulsmätsensor 10 som har en mekanisk resonansfrekvens fRM i ett område från ett lägsta resonansfrekvensvärde fRML till ett högsta resonansfrekvensvärde fRMU så kan således det digitala bandpassfiltret 240 konstrueras att ha en undre gränsfrekvens = fRML, och en övre gränsfrekvens fUC = fRMU. Enligt en utföringsform är den undre gräns- frekvensen fLC = fRML = 28 kHz, och den övre gränsfrekvensen fUC = fRMU = 37 kHz. 10 15 20 25 30 21 Enligt en annan utföringsform är den mekaniska resonansfrekvensen fRM någonstans i området från 30 kHz till 35 kHz, och det digitala bandpassfiltret 240 kan då konstrueras att ha en lägre gränsfrekvens fLC = 30 kHz och en övre gränsfrekvens fUC = 35 kHz.

Enligt en annan utföringsform kan det digitala bandpassfiltret 240 vara konstruerat att ha en undre gränsfrekvens fLC som är lägre än det lägsta resonansfrekvensvärdet fRM, och en övre gränsfrekvens fUC som är högre än det högsta resonansfrekvensvärdet fRMU. Exempelvis kan den mekaniska resonansfrekvensen fRM vara en frekvens i områ- det från 30 kHz till 35 kHz, och det digitala bandpassfiltret 240 kan då vara konstruerat att ha en undre gränsfrekvens fLC = 17 kHz, och en övre gränsfrekvens fUC = 36 kHz.

Således, kan bandpassfiltret 240 leverera en digital passbandmätdatasignal SF med ett fördelaktigt lågt brusinnehåll och reflekterande mekaniska vibrationer i passbandet. Den digitala passbandmätdatasignalen SF kan levereras till en enveloper 250.

Den digitala envelopern 250 mottager således den digitala passbandmätdatasignalen SF som kan återge en signal som har positiva såväl som negativa amplituder. Med hän- visning till Fig. 6A likriktas den mottagna signalen av en digital likriktare 270, och den likriktade signalen kan filtreras av ett tillvalbart Iågpassfilter 280 för att alstra en digital envelopsignal SENV.

Signalen SENV är således en digital representation av en envelopsignal som alstras i beroende av den filtrerade mätdatasignalen SF. Enligt några utföringsformer av uppfin- ningen kan det tillvalbara Iågpassfiltret 280 elimineras. En sådan utföringsforrn diskuteras i samband med Fig. 9 nedan. Det tillvalbara Iågpassfiltret 280 i enveloper 250 kan således elimineras när decimatorn 310, som diskuteras i samband med Fig. 9 nedan, innefattar en lågpassfilterfunktion.

Enligt den i Fig. 6 visade utföringsformen av uppfinningen levereras signalen SENV till förprocessoms 200 utgång 260. Den förbearbetade digitala signalen SMDP som levere- ras på utgången 210 (Fig. 5) är således den digitala envelopsignalen SENV.

Emedan, enligt känd teknik, analoga anordningar för alstring av en envelopsignal i be- roende av en mätsignal använder en analog likriktare vars inneboende balanseringsfel 10 15 20 25 30 22 introduceras i den resulterande signalen, kommer den digitala envelopern 250 att förde- laktligen alstra en sann likriktning utan balanseringsfel. Den digitala envelopsignalen SENV kommer således att ha ett gott signal-till-brus-förhållande, eftersom det faktum att sensorn är mekaniskt resonant vid resonansfrekvensen i det digitala bandpassfiltrets 240 passband leder till en hög signalamplitud och det faktum att signalbehandlingen utförs i den digitala domänen eliminerar tillägg av brus och eliminerar tillägg av balanse- ringsfel.

Med hänvisning till Fig. 5 levereras den förbearbetade digitala signalen SMDP till evalua- torns 230 ingång 220.

Enligt en annan utföringsform är filtret 240 ett högpassfilter med gränsfrekvens fLC.

Denna utföringsform förenklar konstruktionen genom att ersätta bandpassfiltret med ett högpassfilter 240, vilket därigenom lämnar lågpassfiltreringen till ett annat lågpassfilter nedströms, såsom lågpassfiltret 280. Högpassfiltrets 240 gränsfrekvens fLC väljs till ap- proximativt värdet på det lägsta förväntade mekaniska resonansfrekvensvärdet fRMU hos den resonanta stötpulsmätsensorn 10. När den mekaniska resonansfrekvensen fRM är någonstans inom området från 30 kHz till 35 kHz, kan högpassfiltret 240 vara konstrue- rat att ha en lägre gränsfrekvens fLC = 30 kHz. Den högpassfiltrerade signalen levereras sedan till likriktaren 270 och vidare till lågpassfiltret 280. Enligt en utföringsform skall det vara möjligt att använda sensorer 10 som har en resonansfrekvens någonstans inom området från 20 kHz till 35 kHz. För att åstadkomma detta kan högpassfiltret 240 kon- strueras att ha en lägre gränsfrekvens fLC = 20 kHz.

Fig. 6B illustrerar en utföringsform enligt vilken det digitala bandpassfiltret 240 levererar den filtrerade signalen SF till den digitala likriktaren 270, och likriktaren 270 levererar den likriktade signalen SR direkt till en tillståndsanalysator 290 (Se Fig 7 i samband med Fig 6B).

Fig. 7 illustrerar en utföringsform av evaluatorn 230 (se även Fig. 5). Evaluatorn 230 enligt utföringsformen enligt Fig. 7 innefattar en tillståndsanalysator 290 som är anord- nad att mottaga en för-bearbetad digital signal SMDp indikerande tillståndet hos maskinen 6. Tillståndsanalysatorn 290 kan styras att utföra en utvald tillståndsanalys- funktion medelst en väljarsignal som levereras på en styringång 300. Exempel på 10 15 20 25 30 23 tillståndsanalysfunktioner 105 illustreras schematiskt med rutori Fig. 7. Väljarsignalen som levereras på styringång 300 kan alstras medelst användarinteraktion via använ- dargränssnittet 102 (se Fig. 2A).

Såsom nämnts ovan, kan analysanordningen 14 innefatta en toppnivå-analysfunktion F3, 105 (Se Fig 4 & Fig. 7).

Enligt en utföringsform av uppfinningen kan toppnivå-analysfunktionen utföras av till- ståndsnalysatorn 290 som svar på aktivering via styringången 300. Som svar på toppni- vå-analys-aktiveringssignalen, aktiverar analysatorn 290 en toppnivåanalysator 400 (Se Fig 7), och den digitala mätsignalen SMDP levereras till en ingång på toppnivåanalysa- torn 400.

Toppnivàanalysatorn 400 är anpassad att signalen under loppet av en toppövervak- ningstid TpM i syfte att fastställa en maximal amplitudnivå APR som är indikativ för det mekaniska tillståndet hos den övervakade delen, dvs lager 7 och/eller axel 8. Den max- imala amplitudnivån ApR kan också benämnas representativ toppamplitud APR.

Såsom nämnts ovan, kan toppamplituden som detekteras i mätsignalen, när toppampli- tudvärdet har sitt ursprung i en mekanisk vibration i den övervakade maskinen, vara indikativ av maskinens tillstånd. När en Iagerenhet övervakas, kan toppamplitudvärdet vara indikativt av tillståndet hos lagerenheten. Faktum är att toppamplitudvärdet kan vara indikativt av oljefilmtjockleken i ett övervakat lager. Således kan det detekterade toppamplitudvärdet vara indikativt för separation mellan metallytorna i rullgränssnittet.

Oljefilm-tjockleken kan vara beroende av smörjämnestillgången och/eller av axelns upp- riktning. Vidare kan oljefilm-tjockleken vara beroende av lasten på axeln, dvs av den kraft med vilken metallytorna pressas mot varandra, varvid metallytorna exempelvis ut- göres av ett lagers metallyta och en axels metallyta. Det faktiska detekterade värdet på det maximala amplitudvärdet kan också bero av lagerytornas mekaniska tillstànd.

Förmågan att korrekt indikera tillståndet hos den roterbara delen baserat på ett detekte- rat amplitudtoppvärde kräver emellertid att det detekterade amplitudtoppvärdet verkligen har sitt ursprung iden roterbara delen. Maskiner i en industri, såsom t.ex. ett pappersverk, kan utsättas för mekaniska stötar från verktyg eller annan maskinutrust- 10 15 20 25 30 24 ning, som kan orsaka mekaniska vibrationer eller stötvågor i den övervakade maskinen.

Således kan en amplitudtoppnivå i den digitala mätsignalen orsakas av maskinens om- givning, i vilket fall det faktiskt högsta amplitudvärde som detekteras i mätsignalen kan ha noll och intet att göra med tillståndet hos den övervakade maskindelen 8. Sådana toppamplitudnivåer i mätsignalen som inte beror av den övervakade maskindelens 8 mekaniska tillstånd betraktas som brus, inom ramen för detta dokument. Vidare kan elektriska fält i sensorns omgivning elleri närheten av ledare hörande till tillståndsmät- systemet störa och därmed ge upphov till spänningsamplitudtoppvärden i mätsignalen.

Sådana spänningsamplitudtoppvärden kan också betraktas som brus.

Uppfinnaren insåg att det finns en speciellt hög brusnivå i de mekaniska vibrationerna hos viss maskinutrustning, och att sådana brusnivåer hämmar detektering av maskin- skador. Således har konventionella metoder för förebyggande tillståndsövervakning misslyckats med att tillhandahålla tillräckligt tidig och/eller pålitlig varning för kommande försämrade tillstånd. Uppfinnarens slutsats var att det kan finnas en mekanisk vibration VMD som indikerar ett försämrat tillstånd i sådan maskinutrustning, men att konventio- nella metoder för att korrekt detektera sådan vibration hitintills har varit otillräckliga.

Uppfinnaren insåg att maskiner som har långsamt roterande delar var bland de typer av maskinutrustning för vilka konventionella metoder för förebyggande tillståndsövervak- ning har misslyckats med att tillhandahålla tillräckligt pålitlig varning för kommande försämrade tillstånd.

Efter att ha insett att en speciellt hög brusnivå i de mekaniska vibrationerna hos viss maskinutrustning hämmar detektering av maskinskador åstadkom uppfinnaren ett förfa- rande för att möjliggöra en mer pålitlig detektering av en signal-amplitudtopp-nivå som är indikativ för en begynnande skada i en roterbar del 8 hos den övervakade maskinen 6.

Tester indikerade emellertid att, även i laboratoriemiljö där det finns mycket lite eller inget brus, varierar ofta den detekterade toppnivån för en roterbar del, dvs varje varv hos en roterande axel ger inte upphov till identiska toppnivåer. Efter noggrant studium av sådana amplitudnivåer drog uppfinnaren slutsatsen att 10 15 20 25 30 25 de amplitudnivåer som har sitt ursprung från rotation av en övervakad roterbar del nära följer normalfördelningen, även benämnt Gaussfördelningen; och att det är nödvändigt att lagra amplitudnivåerna med ursprung i ett flertal varv hos en roterbar del för att detektera ett relevant sant toppvärde som kan användas för noggrant fastställande av tillståndet hos den övervakade roterbara delen. l detta sammanhang bör det noteras att normalfördelningen är en sannolikhetsfördel- ning som beskriver data som anhopas runt medelvärdet. Grafen för den tillhörande sannolikhetstyngdpunkt-funktionen är klockformig, med en topp vid medelvärdet, och är känd som Gaussfunktionen eller klock-kurvan.

Figur 8 är en schematisk illustration av en Iikriktad signal SR som skulle kunna levere- ras av likriktaren 270 (Fig 6B) till topp-analysatorn 400 (Fig 7). Figur 5 i samband med Fig. 6B och Fig 7 tillhandahåller en översikt av en utföringsform av analysanordningen.

Toppnivåanalysen F3 (Se Fig 7 & Fig 4) är anpassad att övervaka signalen under var- aktigheten hos en toppövervakningsperiod TpM l syfte att fastställa en relevant maximal amplitudnivå. Övervakningsperioden TpM motsvarar, i det exempel som illustreras i Fi- gur 8, 14 varv för den övervakade roterbara delen. Enstaka varv för den övervakade roterbara delen indikeras medelst referensen 405 i Fig 8. Genom att definiera övervak- ningsperioden TpM i form av ett antal varv för den övervakade roterbara delen, snarare än i form av en bestämd tidsperiod så ökas således analysens kvalité. Närmare bestämt insåg uppfinnaren att när antalet detekterade toppvärden Ap betraktas i relation till mängden R av rotation för den övervakade roterbara delen under mätningen, sä kan statistiska metoder användas för att åstadkomma förbättrad kvalité på det resulterande amplitud-toppvärdet.

Uppfinnaren insåg att om fördelningen för detekterade amplitud-toppvärden Ap liknar Gaussfördelningen så kan slutsatsen dragas att ett varvs rotation av en axel kan ge ett annorlunda uppsättning amplitud-toppvärden än ett annat varvs rotation av samma axel.

En utföringsform av förfarandet innefattar stegen att: Mottaga en första digital signal som beror av mekaniska vibrationer med ursprung i rotation av nämnda del; 10 15 20 25 30 26 Analysera den första digitala signalen för att detektera amplitud-toppvärden Ap under en finit tidsperiod TpM, varvid den finita tidsperioden motsvarar en viss mängd R rotation för den roterbara delen. Denna viss mängd R rotation bör motsvara mer än ett varv för den övervakade roterbara delen. Förfarandet innefattar vidare att Definiera ett flertal NR amplitudintervall RA; Sortera de detekterade amplitud-toppvärdena Ap i motsvarande amplitudintervall RA för att reflektera förekomst N av detekterade amplitud-toppvärden AP inom detta flertal amplitudintervall.

Fig. 9 illustrerar ett histogram som är resultatet av en mätning varvid mättidsperioden TpM motsvarade fjorton (R=14) varv hos den övervakade roterbara delen under labora- torie-omständigheter utan något brus, dvs var och en av de svarta prickarna motsvarar ett detekterat amplitud-toppvärde Ap. Således är värdet på ”viss mängd R rotation” R=14,0 varv, och den finita tidsperioden TpM var den tid det tog för den övervakade delen 8 att rotera 14 varv. Den övervakade delen 8 kan vara en axel. Enligt utförings- former av uppfinningen kan således mättidsperioden TpM bero av den roterbara delens rotationshastighet så att när den övervakade roterbara delen roterar med långsammare hastighet blir mättidsperioden TpM längre, och när den övervakade roterbara delen rote- rar med högre hastighet blir mättidsperioden TPM kortare.

Baserat på kunskapen om att mätningen utfördes under R=14 fullständiga varvs rota- tion för den övervakade roterbara delen, och under antagande om att ett högsta amplitud-toppvärde detekteras en gäng per varv, kan man i Figur 9 se att de högsta fjorton (14) detekterade amplitud-värdena faktiskt varierar en aning, varvid den högsta amplituden indikeras med referensen 410 och den 14:e högsta amplituden indikeras med referensen 420. Således kan ur Figur 9 deduceras att det amplitud-toppvärde Ap som detekteras under ett varv ofta skiljer sig från det amplitud-toppvärde som detekte- ras under ett annat varv. Med andra ord: om mätning skulle utföras under ett enda varv så skulle ett flertal en-varv-mätningar på amma axel resultera i ganska stora variationer i det detekyterade amplitud-toppvärdet.

Uppfinnaren insåg att det är önskvärt att åstadkomma ett mätförfarande som är pålitligt i bemärkelsen att det ska ge repeterbara resultat. När mätförfarandet upprepat utförs på samma roterbara del så att ett flertal övervakningsperioder TPW, TpMg, TpMg, TPM4, TpM5 resulterar i att mätresultat i form av ett flertal representativa amplitud-toppvärden Apm, 10 15 20 25 30 27 APPZ, APP3, APP4, alstras i omedelbar tidsföljd, då är det önskvärt att dessa flertal repre- sentativa amplitud-toppvärden APPT, APP2, APPS, APP4 har väsentligen samma värde.

Genom att utföra ett stort antal testmätningar i laboratoriemiljö där det förekom mycket ringa eller inget brus, drog uppfinnaren slutsatsen att det är önskvärt övervaka en rote- rande del under en finit tidsperiod TPM som motsvarar flera varv R för att detektera ett sant amplitud-toppvärde APT som är indikativt för det mekaniska tillståndet hos den övervakade delen, dvs lager 7 och/eller axel 8. I detta sammanhang är det sanna ampli- tud-toppvärdet APT sant i den bemärkelsen att det verkligen härrör ur en mekanisk vibration VMD som orsakats av relativ rörelse mellan metallytor i en övervakad del, så- som exempelvis en lagerkula och en inner-ring-yta, och inte orsakats av något brus eller någon störning.

Valet av värde på parametern R är en fråga som kräver noggranna avvägningar, efter- som övervakning under ett enda varv, dvs R=1, sannolikt skulle leda till ett alltför lågt amplitud-toppvärde APT som därför kan vara otillräckligt för att indikera det mekaniska tillståndet för den övervakade roterande delen. Om, å andra sidan, den roterande delen övervakas under en extremt lång tid, som närmar sig oändligheten i statistiska termer, så kommer det detekterade amplitud-toppvärde APT att långsamt öka mot det oändliga, vilket i realiteten innebär att efter en extremt lång tids drift kommer en roterande del som är associerad med en lagerenhet att gå sönder. Således konkluderade uppfinnaren att det är nödvändigt att finna ett balanserat värde för parametern R, så att man å ena sidan har ett R-värde som är högt nog att detektera ett sant amplitud-toppvärde APT som är indikativt för det mekaniska tillståndet för den övervakade delen, medan man å andra har ett R-värde som är tillräckligt lågt för att hålla mättidsperioden TPM till en rimlig finit varaktighet.

Baserat på ett stort antal testmätningar under väsentligen brusfria omständigheter, kun- de uppfinnaren konkludera att det är önskvärt att övervaka en roterande del under en finit tidsperiod TPM som motsvarar en bestämd mängd rotation R för den roterande de- len; varvid den bestämda rotationsmängden R motsvarar minst åtta (R=8) varv för den övervakade roterbara delen för att faktiskt detektera ett sant amplitud-toppvärde APT som är indikativt för det mekaniska tillståndet hos den övervakade delen. Baserat på dessa testmätningar konkluderade uppfinnaren att övervakning av den roterande delen 10 15 20 25 30 28 under en finit tidsperiod TPM som motsvarar minst tio (R=10) varv för den övervakade roterbara delen ger ett mer noggrant sant amplitud-toppvärde APT, dvs ett sant ampli- tud-toppvärde APT som är mer noggrant indikativt för det mekaniska tillståndet hos den övervakade delen. Denna slutsats år baserad på försök som indikerar att en ytterligare ökning av den finita tidsperioden TPM till en finit tidsperiod om mer än tio (R=10) varv, i en omgivning som är fri från brus, kan leda till en detektering av ett högre sant amplitud- toppvärde APT, men ökningen av det detekterade sanna amplitud-toppvärdet APT är liten i förhållande till den ökade övervaknings-tidsperioden TPM.

När mätning och insamling av amplitud-toppvärden AP utföres under en tidsperiod TPM som motsvarar R=14 fullständiga varv hos den övervakade roterbara delen, och däref- ter amplitud-toppvärdena AP organiseras i ett histogram, såsom illustrerat i Figur 9, så blir amplitud-toppvärdena AP som sorteras in i amplitudnivån 420 för den 14:e högsta detekterade amplituden mycket stabil. Det kan, ur histogrammeti Figur 9, ses att fyra amplitud-toppvärdena detekterades vid det amplitudintervallet 420. Således kan ett sta- bilt mätvärde uppnås, dvs ett åstadkommande av väsentligen samma amplitud- toppvärde vid utförande av ett flertal mätningar på samma roterande del, genom att fo- kusera på det R:te högsta amplitudvärdet, där R är ett tal som indikerar antalet varv som utförts av den övervakade roterbara delen under toppnivå-övervakningstiden TPM.

Fig. 10 illustrerar ett histogram som är resultatet av en mätning där toppnivå- övervakningstiden TPM motsvarade fjorton (14) varv hos den övervakade roterbara de- len. Histogrammet enligt Figur 10 är resultatet av ett experiment varvid två mekaniska störningar 430, 440 med mycket hög amplitud alstrades under toppnivå- övervakningstiden TPM. De två signaltoppar som svarar mot de två mekaniska störning- arna 430, 440 med mycket hög amplitud illustreras också i figur 8.

Erfarenhet och en mängd mätningar har indikerat att vid övervakning av en maskin som har en del som roterar med en rotationshastighet så är det högsta toppamplitudvärdet, med ursprung i en begynnande skada, ett mycket relevant amplitudvärde vid förebyg- gande underhåll.

Emellertid är det så att eftersom det högsta toppamplitudvärdet inte uppträder varje gång den övervakade axeln roterar ett helt varv, så är det nödvändigt att övervaka en roterbar del under en tidsrymd som tillåter ett flertal varv. Olyckligtvis innebär emellertid 10 15 20 25 30 29 en längre mättid i en verklig situation ökad brusnivå i mätsignalen. I en industriell miljö, som t.ex. ett pappersbruk, kan annan maskinutrustning i närheten av den övervakade maskinen emellanåt orsaka mekaniska vibrationer eller stötpulser, och ju längre mättiden är, desto större blir risken för att sådana externa mekaniska vibrationerorsakar de högst detekterade amplitud-toppvärdena. Av dessa skäl behöver mätförfarandet, som syftar till att åstadkomma ett pålitligt och repeterbart uppnåbart representativt amp- litud-toppvärde, uppfyllla de motstridiga kraven att: Å ena sidan involvera mätning under en tillräckligt lång tid för att samla in amplitud-toppvärden över ett flertal varv för den övervakade roterande delen så att ett amplitud-toppvärde som är representativt för det högsta amplitud-toppvärdet orsakat av den övervakade roterande delens tillstånd samlas in, samt Å andra sidan undvika att mätförfarandet kräver så lång tid att brus som or- sakas av exempelvis annan maskinutrustning i en industriell miljö förfelar (eng: corrupts) mätresultaten.

Enligt en utföringsform av uppfinningen väljs den Rzte högsta amplituden att vara ett representativt amplitud-toppvärde APR.

Gaussfunktionen eller klockkurvan är emellertid till sin natur sådan att frekvensen för lågamplitudvärden faktiskt säger oss något om amplituden för de inte-så-ofta- förekommande högsta amplitud-toppvärdena.

Enligt en aspekt av uppfinningen innefattar uppfinningen att estimera ett representativt amplitud-toppvärde (APR) i beroende av de sorterade amplitud-toppvärdena (AP) och nämnda bestämda mängd (R ).

Enligt en utföringsform innefattar estimeringssteget skapandet av ett ackumulerat histo- gram.

Fig. 11A är ett flödesdiagram som illustrerar en utföringsform av ett förfarande för drift av anordningen 14 så att den iordningställs att utföra toppvärde-tillståndsanalys. Förfa- randet enligt Fig. 11A kan utföras när en utföringsform av analysfunktionen F3 (Se Figur 4 & Fig 7) körs på processorn 50 (Se figur 2A). 10 15 20 25 30 30 I ett steg S10 ställs ett parametervärde R in, och i etta annat, tillvalbart steg, S20 kan en parameter n ställas in. Enligt en utföringsform kan parametrarna R respektive n ställas in i samband med tillverkningen, eller i samband med leveranden av mätapparaten 14.

Således kan parametervärdena R och n vara förinställda av tillverkaren av apparaten 14, och dessa värden kan lagras i det icke-flyktiga minnet 60 (se Fig 2A).

Alternativt kan parametervärdena R och n ställas in av användaren av apparaten 14 innan en mätsession genomförs.

Fig. 11 B är ett flödesdiagram som illustrerar en utföringsform av ett förfarande för drift av anordningen 14 så att den utför toppvärde-tillståndsanalys. Förfarandet enligt Fig. 11B är kan utföras när en utföringsform av analysfunktionen F3 (Se fihur 4 & Fig 7) körs på processorn 50 (Se Fig 2A). I ett steg S50 avläses ett aktuellt hastighetsvärde fROT, och lagras i ett dataminne 52. När delen 8, som ska övervakas, roterar med en konstant rotationshastighet så kan hastighetsvärdet fROT matas in av en användare via användargränssnittet 102 (Figur 2A). När den övervakade delens rotationshastighet fROT är variabel så kan en hastighetsdetektor 450 (Se Figur 1 & Figur 5) tillhandahållas att leverera en signal som indikerar axelns 8 rotationshastighet fROT. Axelns 8 rotationshas- tighet fROT kan tillhandahållas i som antal varv per sekund (Eng: revolutions per second), rps, dvs. Hertz (Hz) till en ingång 460 hos organet 180 för digital signalbehand- ling (se Figur 5) så att en kan användas av processorn 50 då den kör programmet för att utföra amplitudtopp-analysfunktionen.

I steg S60 ytterligare förberedelser för mätsessionssteget S70. Förberedelserna enligt steg S60 kan innefatta att förbereda en lämplig tabell 470 för data som ska samlas in.

Fig. 13B är en schematisk illustration av ett flertal minnespositioner anordnade som en tabell 470, och lämplig för lagring av data som ska samlas in. Tabellen 470 kan lagras i minnet 52 (Fig 2A) eleri ett minne som är internt i processorn 50.

Fig. 13A illustrerar ett histogram med ett flertal amplitudfack 500, som indikeras indivi- duellt med hänvisningarna r1 till r750, varvid varje amplitudfack r1..r750 representerar en amplitudnivå A,. Fastän figur 13 visar 750 (sjuhundrafemtio) amplitudfack, så är det endast ett exempelantal. Antalet amplitudfack kan ställas till ett lämpligt antal i steg S60 (Se Fig 11B) av användarn, via användargränssnittet 102 (Figur 2A). Figur 13A är jäm- 10 15 20 25 30 31 förbar med figur 10, då båda figurer visar ett antal amplitudfack längs en axel 480, och förekomst av detekterade amplitud-toppvärden längs en annan axel 490. Amplitudaxeln 480 kan ha en viss upplösning, som också kan vara inställbar av användaren, via an- vändargränssnittet 102. Alternativt kan amplitudaxelns 480 upplösning vara förinställd.

Enligt en utföringsform kan amplitudaxelns 480 upplösning vara inställd till 0,2 dB, och de amplituder som ska registreras kan spänna från en lägsta amplitud om Ar1 = -50 dB till en högsta amplitud om Afl50 = +100 dB.

Med hänvisning till Fig. 13B är den illustrerade tabellen en representation av det histo- gram som visas i Fig. 13A som har amplitudfack 500, som indikeras individuellt med hänvisningarna r1 till r750, varvid varje amplitudfack r1..r750 representerar en ampli- tudnivå A,. Tabellen 470 innefattar också minnespositioner 510 för amplitudvärden A,, och minnespositioner 520 för variabler N, som speglar förekomsten.

Facket r1 är associerat med ett amplitudvärde An och med en minnesposltion 520 för en variabel Nm för lagring av ett värde som indikerar hur många gånger amplituden A,1 har detekterats.

I steg S60 (Figur 11B), innan mätsessionen S70 påbörjas, kan samtliga förekomstvari- ablerna N,1 till Nfl50 sättas till noll (0). Därefter kan mätsessionen S70 påbörjas.

Mätsessionen S70 kan innefatta mottagande av en första digital signal SR, SMDP som beror av mekaniska vibrationer med ursprung i rotation av den nämnda delen (Se Fig 6B & 7); och Analys av den första digitala signalen SR, SMDP för att detektera amplitud- toppvärden Ap under en finit tidsperiod Tpm, varvid den finita tidsperioden motsvarar en bestämd mängd R rotation av den roterbara delen 8; varvid den bestämda mängden R rotation motsvarar mer är ett varvs rotation av den övervakade roterbara delen; och insortering av de detekterade amplitud-toppvärdena AP i motsvarande ampli- tudintervall 500 för att återspegla förekomst N av detekterade amplitud-toppvärden Ap inom det nämnda flertalet intervall 500 (Se Figur 13B).

Mätsessionens varaktighet styrs i beroende av mängden rotation av den roterbara delen , så att den roterbara delen roterar minst R varv, såsom nämnts ovan. Steg S80 i figur 11B representerar steget att styra den finita tidsperiodens Tpm varaktighet på det viset. 10 15 20 25 30 32 En varvräknare kan tillhandahållas för att övervaka signalen fROT så att det säkerställs att mätsessionen fortsätter under den finita tidsperiodens Tpm varaktighet, i svarande mot den bestämda mängden R rotation av den roterbara delen 8. Alternativt kan detek- torn 450 alstra en signal som indikerar mängden rotation, och mätningens varaktighet kan styras enbart i beroende mängden rotation av den roterbara delen 8, oberoende av tid. Aternativt kan mätsessionens varaktighet Tpm styras i beroende av tidsinformation som tillhandahålles av klockan 190 (Fig 5) i samband med rotationshastighetsinforma- tionen fROT som levereras av deektorn 450 så att varaktigheten Tpm anpassas att säkerställa att övervakning utförs under den önskade mängden rotation n*R. I detta sammanhang noteras att R är ett positivt tal som är större än ett, och n är ett positivt tal som år lika med ett (1) eller större än ett (1 ). Parametern R kan vara ett heltal, men kan alternativt vara ett decimaltal. Parametern n kan vara ett heltal, men kan alternativt vara ett decimaltal. I det exempel som visas i Figur 8 ovan, är parametern R=14 och parame- tem n: 1 .

I steg S90 (Figur 11B) fastställs ett representativt amplitud-toppvärde APR i beroende av de sorterade amplitud-toppvärdena Ap som samlats in under mätsessionen S70.

F ig. 12A är ett flödesdiagram som illustrerar en utföringsform av ett förfarande för utfö- rande av steget S70 så att toppvärde-mätsessionen utförs.

I ett steg S100 mottages en digital signal SR, SMDp som beror av mekaniska vibrationer av toppnivå analysatorn 400 (Se Fig 7). När en signal-topp detekteras (steg S110), mäts amplitud-toppvärdet hos den detekterade toppen (steg S120), och ett mot- svarande amplitudintervall ri, även benämnt amplitudintervallfack, identifieras i steg S130 (Se Fig 12A i samband med Figure 13B).

I ett steg S140 ökas det motsvarande förekomst-räkne-värdet Nfi med en enhet för att återge detektering av en topp inom det amplitudintervallfacket n.

Därefter utförs steg S80 i Figur 11B för att fastställa huruvida mätsessionen är komplett eller ska fortsätta. Om den ska fortsätta, så ska stegen S100 till S140 upprepas, dvs. steg S70 i Figur 11 utförs igen. 10 15 20 25 30 33 När steg S80 fastställer att mätsessionen är komplett så fastställs (S90) ett representa- tivt amplitud-toppvärde APR i beroende av de sorterade amplitud-toppvärdena Ap som samlats in under mätsessionen S70, såsom nämnts ovan.

Emedan mätresultaten som illustreras i Figur 9 återger en högsta topp-amplitud 410 detekterad under R=14 varv under väsentligen brusfria omständigheter, så genererades den högsta toppen 430, i den mätsession som illustreras i Figur 10 under R=14 varv , i beroende av en störning, dvs den avspeglar brus, och som sådan bär toppen 430 inte någon information om den roterande delens 8 tillstånd. Det är således önskvärt att er- hålla ett representativt amplitud-toppvärde APR som är baserat på signalvärden som återspeglar mätvärden som levereras av sensorn 10 i beroende av vibrationer med ur- sprung från axeln och/eller lagret när axeln roterar. Speciellt när det gäller mätning på långsamt roterande delar, som därmed kräver en längre mätperiod TpM när mätning ska utföras över en bestämd förutbestämd mängd rotation R, så kan också mängden brus öka beroende på den längre mätsession som krävs på grund av den lägre rotationshas- tigheten. Således föreligger ett behov av en robust mätmetod som klarar att awisa brus. l en vindturbinapplikation kan axeln vars lager ska analyseras rotera med en hastighet om mindre än 120 varv per minut, dvs axelrotationsfrekvensen fROT är mindre än 2 varv per sekund (rps). Ibland roterar en sådan axel-som-ska-anayseras med en hastighet om mindre än 50 varv per minut (rpm), dvs axelrotationsfrekvensen fRQT är mindre än 0,83 rps. Faktum är att rotationshastigheten typiskt kan vara lägre än 15 rpm. Emedan en axel med en rotationshastighet om 1715 rpm, såsom diskuterats i den ovannämnda bo- ken, åstadkommer 500 varv på bara 17,5 sekunder; så tar det tio minuter för en axel som roterar vid 5 varv per minut att åstadkomma 500 varv. Vissa stora vindkraftverk har axlar som typiskt roterar med 12 rpm = 0,2 rps. Vid 12 rpm ar det mer än fyra minuter att åstadkomma femtio hela varv, och således är risken för att sammanstötningsbrus (Eng: impact noise) inträffar under mätningen betydligt hgre när toppnivåanalysen ska utföras på en roterande del som har en så låg rotationshastighet. På liknande vis roterar också vissa maskindelar i pappersbruk med en hastighet om mindre än 50 rpm.

Figur 14A är ett flödesdiagram som illustrerar en utföringsforrn av ett förfarande för att fastställa ett representativt amplitudtoppvärde APR på basis av de amplitudtoppvärden 10 15 20 25 30 34 Ap som samlats in under mätsessionen S70. Förfarandet enligt utföringsforrnen i Figur 14A illustrerar ett sätt medelst vilket hög-amplitud-brus kan sorteras bort. Således kan förfarandet enligt Figur 14A fördelaktligen användas förtoppnivå-anays av roterbara delar som har en hastighet om mindre än 50 rpm.

I ett steg S150 läses data som är relevant för analysen. Detta inkluderar värdet på pa- rametern R, som används under mätsessionen S70, och värdet på parametern n. Det kan också inkludera toppvärdemätningsdata i histogramformat, såom illustrerat i Fig 13A, 13B eller 13C. Den toppvärdemätdata som ska analyseras kan vara den informa- tion som samlats in såsom beskrivits ovan, exempelvis i samband med stegen S70 & S80 ovan och/eller såsom beskrivits i samband med fig 12A eller 12B.

I steg S160, identifiera det n:te högsta detekterade amplitud-toppvärdet. Med hänvis- ning till figur 13B, och under antagande att data sorteras så att facket för den högsta amplituden är på högra sidan i tabellen enligt Figur 13B (dvs amplitud Afl50, associerad med facket r750, representerar det högsta detekterbara amplitudvärdet), så innebär detta att börja med förekomst Nfl50, röra sig åt vänster och lägga till förekomstvärden Nfl till dess summan är lika med n. När man funnit den n:te högsta detekterade amplituden, innefattar det påföljande steget S170 att identifiera amplitudfacket r, som representerar det nzte högsta detekterade amplitud-toppvärdet och det motsvarande amplitudvärdet Ari.

I det påföljande steget S180, välj det identifierade amplitudvärdet Afi att vara ett estimat av det representativa amplitud-toppvärdet APR: ÅPRI: År: Enligt en utföringsform, med hänvisning till stegen S10 och S20 ifigur 11A, sätts para- metern R till 10, och parametern n sätts till 5, vilket leder till mätning och insamling av toppamplitudvärden under n*R= 5*10=50 varv för den övervakade delen (stegen S70 och S80 i figur 11B).

Om ett sant toppvärde alstras minst en gång under R varv, och det också förekommer en del hög-amplitud-brus i form av falska toppvärden, så kan enligt denna utföringsforrn de fyra högsta toppvärdena sorteras bort och förfarandet kommer ändå att identifiera ett sant toppvärde i form av det nzte högsta detekterade toppvärdet, dvs det femte högsta detekterade toppvärdet. Under antagande att mängden hög-amplitud-störning orsakar 10 15 20 35 som mest fyra av de högsta fem toppvärdena, levererar således denna utföringsform amplituden hos det n:te toppvärdet som ett representativt amplitud-toppvärde APR.

Tabell 1 nedan illustrerar några exempel på kombinationer av parameterinställningar för R och n, tillsammans med resulterande varaktighet på mätsessionen motsvarande för- måga att sortera bort brus.

Antal bort- Mätsessionens varak- sorterade R n tighet (varv) brustoppar 10 6 60 5 10 7 70 6 10 8 80 7 10 9 90 8 10 1 0 100 9 10 1 1 1 10 10 10 1 2 120 1 1 10 1 3 130 12 10 14 140 13 9 6 54 5 9 7 63 6 9 8 72 7 9 9 81 8 9 10 90 9 9 1 1 99 10 9 12 108 1 1 Tabell 1: Emellertid konkluderade uppfinnaren också att eftersom fördelningen av sanna ampli- tud-toppvärden med ursprung i rotation av en övervakad roterbar del tätt följer normalfördelningen, så kan det vara möjligt att estimera ett amplitud-toppvärde som statistiskt uppträder sällan på basis av detekterade amplitud-toppvärden som uppträder mer frekvent. Baserat på denna insikt, fortsate uppfinnaren att utveckla ett ytterligare fördelaktigt sätt att estimera ett representativt amplitud-toppvärde APR i beroende av de sorterade amplitud-toppvärdena Ap och rotationsmängden R för den övervakade delen, såsom diskuteras nedan i samband med figur 14B.

Fig. 14B är ett flödesdiagram som illustrerar ytterligare en utföringsform av ett förfaran- de för att estimera ett representativt amplitudtoppvärde APR på basis av de 10 15 20 25 30 36 amplitudtoppvärden Ap som samlats in under mätsessionen S70. Förfarandet enligt Fig 14B kan vara en utföringsform av steg S90 i Figur 1 1 B.

I ett steg S200 sätts en parameter g till ett värde (n*R)/q1. 9 1= (f1*R)/q1 Parametern q1 kan ha ett numeriskt värde 1 eller större än 1. Enligt utföringsformer av uppfinningen är parametern q1 förinställd till ett värde mellan ett (1) och tre (3).

I ett steg S210 identifieras ett amplitudintervall rg (Se Figur 13) som håller det g:te högs- ta detekterade amplitud-toppvärdet.

I ett steg S220 sätts en parameter h till ett värde (n*R)/q2. h := (n*R)/q2 Enligt utföringsformer av uppfinningen är parametern q2 förinställd till ett värde mellan ett (2) och tre (5). Värdet på parametern q; är alltid större än värdet på parametern q1.

Q2>Q1 l ett steg S230 identifieras ett amplitudintervall rf, (Se Figur 13) som håller det h:te högs- ta detekterade amplitud-toppvärdet.

I ett steg S240 åstadkommes ett estimat av ett representativt amplitud-toppvärde APR på basis av värdena (rg, g) och (rh, h). Detta kommer att förklaras i närmare detalj nedan i samband med Figur 15A.

Inställning av parametrarna n=5, R=10 och q1= 1 i steg S200 Iedertill g=50. Således innefattar mätsessionen 50 varv (efterson n*R = 50), och inställning av g=50 antyder att vi identifierar den position i histogrammet där den 50:e högsta detekterade pulsen lag- ras. Således identifierar vi den position histogrammet enligt Figur 13 där pulser som inträffar med en frekvens om en gång ger varv kommer att avspeglas.

På liknande sätt leder inställning av parametern q2= 4 i steg S200 till h= n*R/ q2 10 15 20 25 30 37 =12,5. Således innefattar mätsessionen 50 varv (efterson n*R = 50), och inställning av h=12 antyder att vi identifierar den position i histogrammet där den 12:e högsta detekte- rade pulsen lagras. Således identifierar vi den position histogrammet enligt Figur 13 där pulser som inträffar med en frekvens om en gäng var fjärde varv kommer att avspeglas.

Eftersom fördelningen av sanna amplitud-toppvärden med ursprung i rotation av en övervakad roterbar del följer nära normalfördelningen, så kan dessa två positioneri his- togrammet användas för att estimera ett amplitud-toppvärde som statistiskt inträffar mer sällan. Såsom nämnts ovan så kan det representativa amplitud-toppvärde ApR vara en amplitud som statistiskt inträffar en gång var tionde varv. När man satt parametern R till värdet 10 innebär således förfarandet estimering av amplituden på ett toppvärde som inträffar en gång på tio varv, baserat på observation av förekomstfrekvens och amplitud på toppar som inträffar en gång per varv och en gång på fyra varv.

Fördelaktligen möjliggör detta förfarande bortsortering av 11 falska högamplitud- toppvärden emedan det ändå medger estimering av ett noggrant representativt amplitud-toppvärde APR, när parametrarna g respektive h är inställda såssom nämnts ovan. Vidare bör det noteras att detta förfarande möjliggör bortsortering av 11 falska högamplitud-toppvärden emedan det reducerar den nödvändiga varaktigheten TPM för mätsessionen till enbart varaktigheten för 50 varv. Detta eftersom n*R= 5*10=50. Denna effekt uppnås fördelaktligen eftersom parametrarna q1 och q2 väljs så att de två para- metrarna g & h väljs till värden som representerar relativt höga förekomstfrekvens för amplitud-toppvärden, och amplituderna hos hög-förekomstfrekvens-värdena används för att estimera ett amplitud-toppvärde som statistiskt inträffar mer sällan.

Således möjliggör utföringsformen enligt figur 14B väsentligen samma noggrannhet i estimering av representativt amplitud-toppvärde APR baserat på mätning under 50 varv, som förfarandet enligt utföringsformen i Figur 14A åstadkommer baserat på mätning under 120 varv (jämför tabell 1 ovan).

Enligt en utföringsform av uppfinningen kan estimeringen utföras genom att alstra en ackumulerad histogramtabell som återger alla amplituder som detekterats i en mätses- sion och deras förekomstfrekvens. Fig. 13C är en illustration av en kumulativ histogramtabell som motsvarar histogram-tabellen enligt figur 13B. Den kumulativa his- togramtabellen enligt Fig. 13C innefattar samma antal amplitudintervall-fack som tabellen enligt figur 13B. l det kumulativa histogrammet återges förekomsten N' som 10 15 20 25 30 38 antalet förekomster av detekterade toppar som har en amplitud som överstiger amplitu- den A,' enligt det tillhörande amplitudfacket r. Detta tillhandahåller fördelaktligen en jämnare kurva när det kumulativa histogrammet plottas. Emedan ett ”vanligt” histogram som återger ett begränsat antal observationer kommer att återge en avsaknad av ob- servationer N vid ett amplitudfack som ett hack eller 'buckla' vid det facket, så kommer det kumulativa histogrammet att tillhandahålla en jämnare kurva, vilket gör det mer lämpligt för användning vid estimering av förekomst vid en amplitudnivå baserat på ob- servation av förekomster vid andra amplitudnivåer.

Enligt en utföringsform av uppfinningen återges amplitudnivàerna som Iogaritmiska vär- den, och även den kumulativa förekomsten återges av det Iogaritmiska värdet av den kumulativa förekomsten.

Figur 15A är en illustration som avspeglar principen för ett kumulativt histogram som är ett resultat av en mätning, och som motsvarar tabellen enligt Figur 13C. Fastän ett ku- mulativt histogram som använder reella detekterade värden kan få en annan form än den som visas i Figur 15A, illustreras i Figur 15A principen för estimering av det repre- sentativa amplitud-toppvärde APR som avspeglar den amplitudnivå som uppträder var Rzte varv.

En axel 542 i det kumulativa histogrammet avspeglar förekomst, och den andra axeln 544 avspeglar amplitud. När n=5, R=10 och q1= 1 så är g=50 vilket representerar 50 förekomster, vilket också motsvarar en förekomst per varv. En förekomst per varv kan skrivas ”1/1". Således kan axeln 542, i det kumulativa histogrammet avspeglande före komst, återge g som ”1/1 På liknande sätt kan h återge en förekomst om en per fyra, även uttryckt som "1/4", och när R=10 så kan R avspegla en förekomst om en per tio, även uttryckt som ”1/10” (se Figur 15A).

Parametervärdena rg, g och n., h kan fastställas på det sätt som beskrivits ovan i sam- band med Figur 14B. Parametervärdena rg, g återspeglar en punkt 550 i det kumulativa histogrammet som indikerar toppar som inträffar en gång per varv. Parametervärdena rh, h återspeglar en punkt 560 i det kumulativa histogrammet som indikerar toppar som inträffar en gång per fyra varv. Uppfinnaren insåg att det Iogaritmiska kumulativa histo- grammet i denna del av normalfördelningskurvan har god överensstämmelse med en 10 15 20 25 30 39 rät linje, vilket gör det möjligt att dra en rät linje 570 genom punkterna 550 och 560. När den linjen 570 sträcks ut kommer den att korsa en linje 580 som representerar R- förekomsten vid en punkt 590. Amplitudvårdet för punkten 590 representerar amplitud- nivån APR som inträffar var Rzte varv.

På basis av försök, slog uppfinnaren fast att parametern q1 fördelaktligen skulle ha ett värde som inte är lägre än ett (1), eftersom val av parametern q1 till ett värde mindre än ett kan leda till dåliga resultat av estimeringsförfarandet därför att ett kumulativt histo- gram som återger en lagerenhet som har en ytter-ring-skada awikerjämförelsevis mycket från en rät linje, vilket därmed leder till ett större fel i estimeringen.

Brus-eko-undertrvckninq Vidare insåg uppfinnaren att stötbrus (Engelska: impact noise) i industriella miljöer, som kan orsakas av att ett föremål slår emot höljet till den maskin som har en övervakad roterande del 8, kan orsaka stötvågor som vandrar fram och tillbaka, ekande i maskin- kroppen. Således kan sådana ekande stötpulser fångas upp av sensorn 10 (Figur 1, 2A, 5) och återges i den resulterande signalen SR, SMDP (Fig. 6B, 7) som en skur av ampli- tud-toppar.

Således kan en sådan skur av amplitud-toppar olyckligtvis fördärva en topp-nivå-analys, om inte konsekvenserna av sådana skurar kan reduceras eller elimineras.

Fig. 12B är ett flödesdiagram som illustrerar en utföringsform av ett förfarande för utfö- rande av steg S70 (Figure 11B) för att utföra toppvärde-mätsessionen och dessutom adressera påverkan av skurar av brus-amplitud-toppar.

Steg S300 iden förfarande-utföringsform som illustreras i Figur 12B kan utföras efter steg S60, såsom beskrivs i samband med figur 11B ovan. l steg S300 läsertoppnivå- analysatorn av den aktuella rotationshastigheten fROT, som kan levereras från hastig- hetsdetektorn 450, såsom beskrivs ovan (Se figur 5). Avläsning av ett realtidsvärde för rotationshastigheten fRQT gör det fördelaktligen möjligt för detta förfarande att utföras även när den roterbara del som ska analyseras roterar med en variabel rotationshastig- het. 10 15 20 25 30 40 I ett steg S310 beräknas en eko-undertryckningsperiod Tes. Eko- undertryckningsperioden Tes ställs in till: Tes= 1/(e ~ fROT) Där e är en faktor som har ett värde lika med tio eller mindre än tio: e <= 10 En effekt av eko-undertryckningsförfarandet är att reducera antalet toppvärden per varv för den övervakade delen 8 till ett maximum om e toppar per varv. Att välja e=1O leder således till leverans av maximalt 10 toppar per varv. Annorlunda uttryckt kommer eko- undertryckningsperioden Tes att ha en varaktighet motsvarande varktigheten för ett tion- dels varv när e=10.

I ett steg S320 mottages mätsignalen SMDP, SR som ska analyseras, och i ett steg S330 analyseras amplituden hos den mottagna signalen SR för att detektera eventuella mot- tagna toppvärden. l ett steg S340 levereras detekterade toppvärden Ap med en frekvens om fes eller lägre, varvid varje levererat amplitud-toppvärde avspeglar den högsta detekterade amplituden under eko-undertryckningsperioden Tas. Detta görs så att det kan bli längre tid än en eko-undertryckningsperiod Tes mellan två konsekutivt levererade utsignalvärden från eko-undertryckaren, men perioden mellan två konsekutivt levererade utsignalvärden från eko-undertryckaren kommer aldrig att bli kortare än eko-undertryckningsperioden Tes.

I ett efterföljande steg S350, mottages de toppvärden Ap som levererats av eko- undertryckaren av en log-generator. Log-generatorn beräknar logaritmen av toppvärdet Ap i realtid.

I ett steg S360 identifieras det amplitudfack som motsvarar det relevanta toppvärdet Ap i en histogramtabell 470 och/eller 530 (Se histogramtabell 470 och kumulatativa histo- gramtabell 530 i Figur 13B respektive 13C), och i ett steg S370 ökas motsvarande förekomsträknarvärde Nfi, Nfi' upp med en enhet.

Claims (29)

10 15 20 25 30 41 Patentkrav

1. Ett förfarande för drift av en anordning för analys av tillståndet hos en maskin som har en del som roterar med en rotationshastighet (fPOT), innefattande stegen att: mottaga en första digital signal (SMD, SP, SP) som beror av mekaniska vibra- tioner med ursprung i rotation av nämnda del; analysera den första digitala signalen för att detektera amplitud-toppvärden (Ap) under en finit tidsperiod (TPm), varvid den finita tidsperioden motsvarar en bestämd mängd ( R) rotation av den roterbara delen; varvid den bestämda mängden ( R) rotation motsvarar mer än ett varv för den övervakade roterbara delen; definiera ett flertal (NP) amplitudintervall; sortera in de detekterade amplitud-toppvärdena (Ap) i motsvarande ampli- tudintervall så att förekomst (N) av detekterade amplitud-toppvärden (Ap) inom nämnda flertal amplitudintervall återges; estimera ett representativt amplitud-toppvärde (APR) i beroende av de sorte- rade amplitud-toppvärdena (Ap) och den bestämda mängden ( R).

2. Förfarandet enligt krav 1, vidare innefattande att leverera det representativa amplitud-toppvärdet (APR) till ett användargräns- snitt för presentation för en användare.

3. Förfarandet enligt krav 1 eller 2, vidare innefattande att Utföra en tillståndsanalysfunktion (F1, F2, Fn) för att analysera maskinens tillstånd i beroende av det representativa amplitud-toppvärdet (APR).

4. Förfarandet enligt något av föregående krav, varvid estimeringen innefattar att välja den R:te högsta amplituden att vara det representativa amplitud-toppvärdet (APR).

5. Förfarandet enligt något av föregående krav, varvid estimeringen innefattar att skapa ett ackumulerat histogram.

6. Förfarandet enligt något av föregående krav, varvid de amplitudnivåer som har sitt ursprung i rotation av den övervakade roterbara delen överensstämmer väl med nor- malfördelningen, även kallad Gaussfördelningen; och varvid 10 15 20 25 30 42 Amplitudnivåer som har sitt ursprung i ett flertal varv av den roterbara delen lagras för att detektera ett relevant sant toppvärde som används för att fasställa tillstån- det hos den övervakade roterbara delen.

7. Förfarandet enligt något av föregående krav, varvid estimeringssteget innefattar att estimera ett inte-så-frekvent högsta amplitud- toppvärde (APR, 590) baserat på att Gaussfunktionen eller klock-kurvan till sin natur är sådan att en förekomstfrekvens av låg-amplitudvärden (550, 560) ger information om amplituden hos inte-så-frekventa högsta topp-amplitudvärden (APR, 590).

8. Förfarandet enligt något av föregående krav, varvid Den bestämda mängden rotation innefattar minst n ~ R varv, varvid n är ett tal som har ett numeriskt värde om minst ett och R har ett numeriskt värde om minst 8.

9. Förfarandet enligt något av föregående krav, varvid det numeriska värdet på n är minst 2; och estimeringssteget innefattar att välja den n:te högsta detekterade top- amplituden.

10. Förfarandet enligt något av föregående krav, varvid det numeriska värdet på R är minst 10.

11. Förfarandet enligt krav 7, 8 eller 9, varvid Steget att estimera ett inte-så-frekvent högsta amplitud-toppvärde (APR, 590) använder detekterade amplitud-toppvärden (Ap, rg, n., 550) som har en genomsnittlig förekomstfrekvens om en per varv (g), och/eller färre än en per varv (h), för att estimera ett amplitud-värde (APR, 590) för en topp som har en genomsnittlig förekomstfrekvens om en per åtta varv eller färre än en per åtta varv (R ); varvid de detekterade amplitud-toppvärden (Ap, rg, rh, 550) som används för estime- ringssteget har en genomsnittlig förekomstfrekvens som är högre än en per åtta varv (R ). 10 15 20 25 30 43

12. Förfarandet enligt krav 11, varvid de detekterade amplitud-toppvärden (Ap, rg, n., 550) som används för estime- ringssteget har en genomsnittlig förekomstfrekvens som är högre än en per fem varv.

13. Förfarandet enligt något av föregående krav, varvid Analysen av den första digitala signalen innefattar en skur-borttagningssteg (S330, S340) som fungerar att leverera detekterade toppvärden (Ap) med en leverans- frekvens fes, varvid fes = e i» fROT, där fROT är rotationshastigheten, och e är en faktor som har ett värde om tio eller mindre än tio.

14. Förfarandet enligt krav 13, varvid skur-borttagningssteget (S330, S340) fungerar så att varje amplitud- toppvärde (Ap, rg, n., 550) som det levererar återger det högsta amplitudvärde som de- tekterats inom den närmast föregående eko-undertryckningsperioden (Teg), varvid eko- undertryckningsperioden (Tas) är inversen av leveransfrekvensen fas.

15. Anordning för analys av tillståndet hos en maskin som har en del som roterar med en rotationshastighet (fROT), innefattande: organ för att mottaga en första digital signal (SRED, SMD, SENV) som beror av mekaniska vibrationer med ursprung i rotation av nämnda del; organ för att analysera den första digitala signalen (SRED, SMD, SENV) för att detektera amplitud-toppvärden (Ap) under en finit tidsperiod (Pm), varvid den finita tids- perioden motsvarar en bestämd mängd ( R) rotation av den roterbara delen; varvid den bestämda rotationsmängden ( R) motsvarar mer än ett varv för den övervakade roterba- ra delen; organ för att definiera ett flertal (NR) amplitudintervall; organ för att sortera in de detekterade amplitud-toppvärdena (Ap) i motsva- rande amplitudintervall så att förekomst (N) av detekterade amplitud-toppvärden (Ap) inom nämnda flertal amplitudintervall återges; organ för att estimera ett representativt amplitud-toppvärde (APR) i beroen- de av de sorterade amplitud-toppvärdena (Ap) och den bestämda mängden ( R). 10 15 20 25 30 44

16. Anordningen enligt krav 1, vidare innefattande ett användargränssnitt; och organ för att leverera det representativa amplitud-toppvärdet (APR) till använ- dargränssnittet för presentation för en användare.

17. Anordningen enligt krav 15 eller 16, vidare innefattande organ för att utföra en tillståndsanalysfunktion (F1, F2, Fn) för att analysera maskinens tillstånd i beroende av det representativa amplitud-toppvärdet (APR).

18. Anordningen enligt något av föregående krav, varvid organet för estimering innefattar organ för att välja den R:te högsta amplitu- den att vara det representativa amplitud-toppvärdet (APR).

19. Anordningen enligt något av föregående krav, varvid organet för estimering innefattar organ för att skapa ett ackumulerat histo- gram.

20. Anordningen enligt krav något av föregående krav, varvid de amplitudnivåer som har sitt ursprung i rotation av den övervakade roterba- ra delen överensstämmer väl med normalfördelningen; och vidare innefattande organ för att registrera amplitudnivåer med ursprung i ett flertal varv av den roterbara delen för att detektera ett relevant sant toppvärde som är indikativt för tillstån- det hos den övervakade roterbara delen.

21. Anordningen enligt något av föregående krav, varvid organet för estimering innefattar organ för att estimera ett inte-så-frekvent högsta amplitud-toppvärde (APR, 590) baserat på att Gaussfunktionen eller klock-kurvan till sin natur är sådan att en förekomstfrekvens av låg-amplitudvärden (550, 560) ger information om amplituden hos inte-så-frekventa högsta topp-amplitudvärden (APR, 590)

22. Anordningen enligt något av föregående krav, varvid den bestämda mängden rotation innefattar minst n « R varv, varvid n är ett tal som har ett numeriskt värde om minst ett och R har ett numeriskt värde om minst 8. 10 15 20 25 30 45

23. Anordningen enligt krav 22, varvid det numeriska värdet på n år minst 2; och estimeringsorganet innefattar organ för att välja den nzte högsta detekterade topp-amplituden.

24. Anordningen enligt krav 22 eller 23, varvid det numeriska värdet på R är minst 10.

25. Anordningen enligt krav 21, 22 eller 23, varvid organet för att estimera ett inte-så-frekvent högsta amplitud-toppvärde (APR, 590) är anordnat att använda detekterade amplitud-toppvärden (AP, rg, rh, 550) som har en genomsnittlig förekomstfrekvens om en per varv (g), och/eller färre än en per varv (h), för att estimera ett amplitud-värde (APR, 590) för en topp som har en genomsnittlig förekomstfrekvens om en per åtta varv eller färre än en per åtta varv (R ); varvid de detekterade amplitud-toppvärden (Ap, rg, rg, 550) som används för estime- ringssteget har en genomsnittlig förekomstfrekvens som är högre än en per åtta varv.

26. Anordningen enligt krav 25, varvid de detekterade amplitud-toppvärden (Ap, rg, rh, 550) som används för estime- ringssteget har en genomsnittlig förekomstfrekvens som är högre än en per fem varv.

27. Anordningen enligt något av föregående krav, varvid Analysorganet för analys av den första digitala signalen innefattar en skur- borttagare som är anordnad att leverera detekterade toppvärden (Ap) med en leverans- frekvens fgs, varvid feg = e ~ fROT, där fROT är rotationshastigheten, och e är en faktor som har ett värde om tio eller mindre än tio.

28. Anordningen enligt krav 27, varvid Skurborttagaren är anordnad leverera varje amplitud-toppvärde så att varje levererat amplitud-toppvärde återger det högsta amplitudvärde som detekterats under 10 46 den omedelbart föregående eko-undertryckningsperioden (Tas), varvid eko- undertryckningsperioden (Tas) är inversen av leveransfrekvensen fes.

29. Anordningen för analys av tillståndet hos en maskin som har en del som roterar med en rotationshastighet (fRO-f), vidare innefattande: en ingång (42) för mottagande av en analog mätsignal (SEA) som är indikativ för en vibrationssignalsignatur som har en vibrationsfrekvens (f SEA); en A/D-omvandlare (40, 44) för alstring av en digital mätsignal (SMD) som beror av den analoga mätsignalen (SEA), varvid den digitala mätsignalen (SMD) har en första samplingsfrekvens (fs), varvid den första samplingsfrekvensen (fs) är minst dub- belt (k) så hög som vibrationsfrekvensen (f SEA).