SE526204C2 - Mätanordning för tillståndskontroll vid rondering - Google Patents

Description

25 30 in så CA J CD ß. 2 på tidigare kända mätanordningar och system har haft problem av typen att de varit för dyra och komplicerade att installera, att de varit för kostsamma underhålla, att mätvärden har varit svåra att tolka för driftspersonal eller kombinationer av dessa problem.

Istället är det mycket vanligt att avvikelser fràn ett normalt driftsläge av en sådan maskin tolkas subjektivt av en person vid rondering genom att personen lyssnar efter främmande ljud som skrammel och/eller känner pà maskinen för att fä en känsla av om eventuell obalans finns i maskinen. En person som utför rondering kan också känna på maskinen för få en indikation på om en temperaturhöjning har skett, vilket kan bero på skador i t.ex. ett lager.

Ett annat problem vid rondering är att i efterhand kunna följa upp om en maskin har besökts vid en viss tid.

Tidigare känd teknik anvisar ett antal system för uppföljning av besökande personal vid bestämda platser och tider, t.ex. personal från vaktbolag, men den tidigare kända tekniken anvisar inte hur sådan uppföljning kan möjliggöras baserad på tillstàndsövervakning av maskiner.

Ytterliggare ett problem i många anläggningar är att på ett effektivt sätt identifiera en roterande maskin. I t.ex. ett styrsystem eller underhállssystem används typiskt en nomenklatur för att identifiera olika objekt, som t.ex. roterande maskiner. En fläkt kan exempelvis ha namnet FLl4637. Men det namnet används sällan för att märka den roterande maskinen, exempelvis med en namnskylt. Än ovanligare är att fläkten innefattar en elektronisk märkning. Och det förekommer inte i någon 10 15 20 25 30 V3 CA 204 LN 3 större utsträckning att fläktar, och andra roterande maskiner, som ej är anslutna via ett medel för datakommunikation, som ett styrsystem, kan skicka en unik identifierare till en mottagande enhet. Med känd teknik är det vanligt att roterande maskiner identifieras med hjälp av planritningar i ett anläggningssystem alternativt i ett underhållssystem eller i ett industriellt styrsystem. Vid exempelvis rondering, men också vid andra tillfällen, är det ett återkommande problem att en roterande enhet inte kan identifieras av den person som finns på plats vid den roterande maskinen.

Det går åt àtskilligt med arbetstid på många anläggningar för att den person som finns på plats vid den roterande maskinen ska identifiera den roterande maskinen, t.ex. i samarbete med en operatör eller någon som arbetar med underhåll. Det är mycket sällsynt att den roterande maskinen innefattar medel som gör att dess identitet kan avläsas elektroniskt på plats vid maskinen. Ãven om den roterande maskinen är fast uppkopplad till ett datakommunikationsnät, som en fältbuss, och innefattar en unik identifierare som t.ex. är känd för fältbussen så kan inte en person som står vid den maskinen identifiera den utan att nyttja t.ex. styrsystem eller anläggningssystem.

RFID enheter finns tillgängliga som kommersiella produkter. Andra vanliga namn på en RFID-enhet är tag, RFID-tag eller RFID-transponder. En RFID-enhet lagrar en unik identitet som avläses av en trådlös läsare. Läsaren kan vara handhållen eller fast monterad t.ex. vid ett transportband. En RFID-enhet kommunicerar med en trådlös läsare med hjälp av magnetfält. Andra begrepp som är vanligt förekommande i detta sammanhang och som ofta 10 15 20 25 30 -0 i _. .\_. 204 y .f 4 används istället för begreppet magnetfält är elektriskt fält eller radiovàgor. Exempel på användningsområden för RFID enheter är inom märkning av produkter som t.ex. för märkning av förpackningar, transportgods, fordon, containers eller stålämnen. Ett annat exempel på användningsområde är märkning av komponenter som avses monteras ihop till produkter inom en anläggning.

RFID enheter kan aktiva och innehålla en egen energikälla som t.ex. ett batteri. För RFID enheter som märker t.ex. förpackningar kan nackdelen med att ett batteri tar slut ha mindre betydelse. Detta då en sådan RFID enhet ofta används under den tid då förpackningen distribueras och sedan inte har någon funktion. För en RFID enhet som inte har något planerat datum för sista användning, som en RFID enhet monterad på en fast position i en anläggning, är batteribyte ett problem. Dels riskerar man förlora viktiga läsmöjligheter under den tid ett batteri är uttjänt, dels kan RFID taggar i särskilt svår miljö kräva kapsling som gör att en konstruktion med möjlighet att byta batteri blir komplicerad och dyr.

RFID enheter kan också vara passiva och aktiveras med hjälp av en induktiv koppling. En sådan RFID enhet kan t.ex. aktiveras när den passerar en fast läsare vid ett transportband. Ett problem med en RFID enhet med induktiv koppling. som energisätts via ett yttre magnetfält, är att jämfört med en aktiv RFID enhet krävs det att mer energi tas från en läsare för att RFID enheten ska kommunicera med läsaren. Läsaren måste ju energisätta RFID enheten. Dà en fast läsare används är problemet mindre eftersom en sådan läsare är ansluten till en fast elektrisk matning och i princip har en oändlig 10 l5 20 25 30 LT] 26 204 5 energikälla. Men då t.ex. en handhållen läsare avses användas är problemet med energisättning större. En handhållen läsare är typiskt utrustad med ett uppladdningsbart batteri. Ju mer energi som behövs för att aktivera en RFID enhet desto färre avläsningar är möjliga innan den handhållna läsaren behöver laddas om.

Ett problem med RFID användning i anläggningar med roterande maskiner är att elektroniken måste skyddas fràn den tuffa omkringliggande miljön. Detta gör att batteridrift i princip är utesluten då en sådan RFID enhet måste vara sluten. Anläggningar med roterande maskiner är t.ex. processindustrier för tillverkning eller bearbetning av stål, metall, massa, papper eller kemiskindustri. Andra exempel är anläggningar är för utvinning, transport och raffinering av olja, gas eller mineraler. Ytterliggare exempel på anläggningar är transportmedel som tåg eller fartyg. Andra tuffa miljöer där rondering är vanligt är ventilationsanläggningar, och särskilt då fläktsystemen, i kommersiella fastigheter eller flerbostadshus.

En patentansökan publicerad som US 2004/0004131 visar en RFID tag med hög överlevnadstemperatur. RFID taggen är kapslad och är utformad som ett laminat av värmetåligt material och innefattar ett fönster för en RFID genererande komponent. En av ett flertal nackdelar med taggen är att den inte utför någon fysikalisk mätning.

En RFID temperatur enhet och metod är beskriven i patentansökan publicerad som US2004/0041714. Där beskrivs en trådlös kommunikationsenhet, vilken tar emot temperatur indikationer som relaterar till en behållare 10 15 20 25 30 (_71 O ()\ NJ É . l> 6 och/eller dess innehåll och kommunicerar sådan temperatur indikation tillsammans med en identifierare till en läsare. Den trådlösa kommunikationsenheten kan mäta och kommunicera temperatur indikationer relaterade till behållaren på ett upprepat sätt. Ett av många återstående problem med den trådlösa kommunikationsenheten är att den inte är anpassad för fast montering och övervakning av en maskin. Ytterliggare en brist är att enheten inte utför någon vibrationsmätning.

Det finns ett antal kommersiellt tillgängliga system för tillståndsövervakning av maskiner med minst en roterande del. Vanligt förekommande system är system för vibrationsmätning och vibrationsanalys. Systemen utför mätningar av frekvensspektra som analyseras till exempel med hjälp av Fourieranalys och neurala nätverk. Vissa av dessa system baseras på en handhållen mätanordning, t.ex. en mikrofon, som användare utnyttjar för att initiera en mätning av en maskin. Dessutom finns sedan tidigare system för vibrationsmätning baserade på givare som är fast monterad pá en maskin. Dessa givare får vanligen sin elektriska energi via kabel eller trådanslutning. Det finns också givare som har ett batteri kopplat till sig.

Med den hittills kända tekniken är det olämpligt att använda sig av givare vilka blir energisatta med hjälp av RFID liknande teknik, då relativt mycket energi konsumeras vid mätning samt vid överföring av de stora datamängder som en frekvensanalys kräver. Sådana system har alltså inte fasta vibrationsgivare monterade på maskiner vilka är oberoende av batteri eller en elektrisk anslutning. Det finns framtagna system för tillståndsövervakning som använder sig av trådlös kommunikation med en sådan givare baserad på exempelvis 10 15 20 25 30 526 204 7 Bluetooth. Men en Bluetooth enhet som är ansluten till en sådan givare kräver alltså antingen ett batteri eller elektrisk anslutning för att kunna sända data från givaren. ÃNDAMÅL OCH SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ett syfte med uppfinningen är att lösa ovanstående problem. Ett ändamål med uppfinningen är att anvisa en mätanordning som gör det möjligt att med en handhållen läsare identifiera mätanordningen, starta mätningar och kommunicera mätdata relaterat till tillståndet hos en roterande del i en maskin där mätanordningen vidare kommunicerar en identitet och inte får energi annat än trådlöst överförd energi från den handhållna enheten.

Detta ändamål uppnås med den inledningsvis angivna mätanordningen och kännetecknas av att mätanordningen innefattar en komponent för temperaturmätning och en komponent för vibrationsmätning, mätanordningen innefattar ett första medel anordnad att aktivera temperatur och vibrationsmätning, där medlet och komponenterna för temperaturmätning och vibrationsmätning energisätts med hjälp av energin från ett yttre påfört magnetfält, och mätanordningen innefattar ett andra medel anordnat för att kommunicera en unik identitet, data från temperaturmätningen och data från vibrationsmätningen till en handhållen RFID läsare. Ytterliggare kännetecken på mätanordningen enligt uppfinningen framgår av att studera det oberoende patentkravet l. Mätanordningen är avsedd att fästas på utsidan av en maskin med minst en roterande del och mätanordningen avser mäta och kommunicera mätdata relaterat till tillståndet hos den 10 15 20 25 30 (TI ï (j\ I O D 'Ä 8 roterande delen. Anordningen är särskilt lämplig att användas för mätning vid ronderingar.

Exempel på en roterande del är ett lager, en axel, en rotor, ett fläktblad och ett skovelhjul En fördel med uppfinningen är att mätanordningen inte har någon kabelanslutning vilket underlättar installation av anordningen samt gör den oberoende av elektrisk energi frán en fast anslutning.

En anordning enligt uppfinningen gör det möjligt att mäta kommunicera vibrationsdatat utan att anordningen får energi annat är från den handhàllna RFID läsaren.

En fördel med en anordning enligt uppfinningen är att den är anordnad att, i tillägg till att kommunicera mätdata till den handhàllna RFID läsaren, också är anordnad att kommunicera den unika identiteten till den handhàllna RFID läsaren. RFID läsaren har samma avstämningsfrekvens som mätanordningen. Detta innebär, bland annat, att vid rondering kan maskinen identifieras av en person som besöker maskinen, utan att maskinen är ansluten via ett medel för datakommunikation.

Ytterliggare en fördel med uppfinningen är att den unika identiteten associerad med den minst en roterande delen, samt mätdata relaterat till densamma överförs frán mätanordningen, först till den handhàllna RFID läsaren och sedan till en dator för lagring och analys. Det innebär att data från ett antal maskiner som överförs till den handhàllna RFID läsaren, samt analyseras med hjälp av datorn, och att mätdata från olika tillfällen 10 15 20 25 30 Ö 5... 204 C; 9 kan sammanställas i datorn med hjälp av den unika identiteten.

En anordning enligt uppfinningen gör det möjligt att kommunicera vibrationsdata från mätanordningen till RFID läsaren även då mätanordningen befinner sig under ett dämpande lager, t.ex. i ett lager av smuts innehållande stora delar metall eller mineral, ett annat exempel pà dämpande lager är vätska. Detta jämfört med sedan tidigare kända mätanordningar för vibrationsmätning och trådlös kommunikation vilka typiskt är baserade på radiokommunikation med högre frekvenser, vilka är betydligt mer känsliga för dämpande skikt.

Vidare gör uppfinningen det möjligt att analysera avvikelser från en normal vibrationsnivå för frekvenser under 100 Hz, vilka kan hänföras till obalans för exempelvis ett fläkthjul. Obalans kan också uppträda då fläktblad är smutsiga eller skadade. Dessutom gör uppfinningen det möjligt att analysera avvikelser från en normal vibrationsnivå för frekvenser huvudsakligen i frekvensområdet 100 - 1000 Hz vilket exempelvis kan hänföras till så kallat skrammel, och detta trots att mätanordningen inte får energi annat än från den handhållna RFID läsaren.

Ytterliggare en fördel med uppfinningen är att den gör det möjligt att presentera och analysera data från vibrationsmätningen och temperaturmätningen, där en ökning i vibrationer samt i temperatur indikerar en avvikelse. Därmed förbättrar uppfinningen möjligheten att detektera förändringar relaterade till avvikelser från det normala tillståndet i den minst en roterande delen, 10 15 20 25 30 526 294- 10 där identifieringen görs innan en skada i den minst roterande delen leder till ett haveri i maskinen, och detta trots att mätanordningen inte får energi annat än från den handhållna RFID läsaren.

Ytterliggare ett ändamål med uppfinningen är att anvisa ett system som gör det möjligt att med hjälp av en dator detektera avvikelser från ett normalt tillstànd som är relaterat till minst en roterande del i en maskin, där mätningar avses utföras och kommuniceras av en transponder som endast får energi trådlöst överfört från en handhållen enhet. En användare avses initiera mätningarna vid rondering i en anläggning. Transpondern är identiska med tidigare nämnda mätanordning.

Detta ändamål uppnås av ett system innefattande en transponder avsedd att fästas på utsidan av maskinen, transpondern innefattar komponenter för temperatur och vibrationsmätning med hjälp av energin från ett yttre pàfört magnetfält. Vidare innefattar systemet en handhållen RFID läsare anordnad att påföra det yttre magnetfâltet, den handhållna RFID läsaren innefattar kommunikationsmedel anordnat att kommunicera med ett andra medel i transpondern via magnetfältet, RFID läsaren innefattar medel för att lagra temperatur och vibrationsmätningen vilka är associerade med en identitet för transpondern och den handhållna läsaren innefattar medel för att avläsa identiteten från transpondern.

Systemet innefattar vidare en dator med anslutningsmedel anordnad att kommunicera och datorn innefattar presentationsmedel för trendkurvor avsedda att visa avvikelser från det normala tillståndet relaterat till den nämnda minst en roterande delen i maskinen, där den 10 15 20 25 30 tf! LO çn PO CD ll presenterade avvikelsen avses vara baserad på temperatur och vibrationsmätningar utförda av transpondern vid ett antal tillfällen.

En aspekt av uppfinningen är att den ökar möjligheterna att identifiera avvikelser fràn normala tillstànd vilka är associerade med minst en roterande del i ett antal maskiner. Detta genom att uppfinningen möjliggör analyser baserade på inte enbart upprepade temperaturmätningar, utan också baserat pà upprepade vibrationsmätningar, där mätanordningen enbart får energi via trådlös överföring.

Detta gör det möjligt att i god tid, innan maskinhaveri, identifiera avvikelser, och detta med större säkerhet, genom att detektera höjningar av temperaturer såväl som i vibrationer i maskinerna. Avvikelser fràn normaltillstànd upptäcks därmed tidigare, än med känd teknik. Höjningar i temperatur samt i vibrationer är vanligt förekommande bland annat vid lagerfel.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen förklaras närmare under hänvisning till bifogade figurer, där Figur 1 visar en utföringsform av mätanordningen enligt uppfinningen. Figuren visar ett exempel pà några av många ingående elektroniska komponenter. I figuren visas mätanordningen utan ett skikt med slagtàligt icke elektriskt ledande material.

Figur 2 visar en schematisk översikt av överföring av energi till mätanordningen fràn den handhállna läsaren samt den krets i mätanordningen som integrerar upp en 10 15 20 25 30 52 204 CW 12 likspänning upp till en tröskelspänning innan mätningen påbörjas.

Figur 3 visar en översikt av en maskin där mätanordningen är fästad. En person som utför rondering besöker maskinen och initierar mätning samt avläser mätanordningens identitet och mätdata från vibrationsmätning såväl som från temperaturmätning Figur 4 är en graf som visar ett förenklat vibrationsspektra från en maskin.

Figur 5a visar ett exempel på en trendkurva över vibrationsmätningar utförda med mätanordningen vid upprepade ronderingar. Trendkurvan presenteras med hjälp av datorn ingående i systemet enligt uppfinningen.

Figur 5b visar ett exempel på en trendkurva över temperaturmàtningen utförda med mätanordningen vid upprepade ronderingar. Trendkurvan presenteras på datorn ingående i systemet enligt uppfinningen. Trendkurvan kan liksom kurvan över vibrationer utföras på många olika sätt.

Figur 5c visar ett exempel på en trendkurva över vibrationsmâningen och temperaturmàtningen utförda med mätanordningen vid upprepade ronderingar. Trendkurvan presenteras på datorn ingående i systemet enligt uppfinningen.

Figur 6 är en översikt av ett system enligt uppfinningen där en transponder ingår. Figuren visar också ett exempel på den handhàllna läsaren samt en dator till vilken 10 15 20 25 30 52 6 204 13 mätdata överförs från den handhàllna läsaren för lagring och presentation pà bildskärm.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPEL Figur 1 visar ett exempel pà innehàllet i mätanordningen 1 där ett antal komponenter 2, 3, 4, 5, 6, 7 är monterade pà ett kretskort. Figur 1 visar ett urval av dessa komponenter. Figur 1 är schematisk. Den anordning 1 som visas i figur 1 är i en typiskt naturlig storlek.

Storleken kan dock varieras beroende pà tillämpning.

Vanligt är att mätanordningen är 2 - 10 cm làng och 0.3 cm - 1 cm tjock. Komponenterna för temperaturmätning 3 och för vibrationsmätning 2 kan vara av olika typer. Ett exempel pà en komponent för vibrationsmätning 2 är en 3- axlig accelerometer, vilken kan vara analog eller digital. En komponent för vibrationsmätning bör hantera mätning med en samplings frekvens motsvarande 2-3 kHz.

Det är en fördel att använda en 3-axlig accelerometer med 2.5 kHz samplingsfrekvens. Det första medlet 7, vilket är anordnat att aktivera temperatur och vibrationsmätningen innefattar typiskt en processor 7. Alternativa namn till en processor är bland annat CPU och signalprocessor. Det första medlet 7 aktiveras när tillräckligt energi överförts fràn det yttre pàförda magnetfältet 21.

Processor 7 och andra komponenter bör väljas utifrån de relativt làga tillgängliga energinivàer som avses. En typisk energinivà som mätanordningen 1 mottar motsvarar 3V / 100 mikroA. En mätanordning enligt uppfinningen innefattar en A/D omvandlare 6. En lämplig A/D omvandlare 6 hanterar 10 bit. Figur 1 visar att anordningen 1 innefattar ett andra medel 4, 5 anordnat för att kommunicera den unika identiteten till den handhàllna RFID läsaren 20. RFID läsaren 20 oftast en för ändamålet 10 15 20 25 30 526 204 14 anpassad läsare. Det andra medlet innefattar i en utföringsform en RF (Radio Frequency) 5 komponent som mottar respektive sänder data samt en spole 4.

Figur 1 visar att komponenten för temperaturmätning 3 kan vara ansluten till en ringformad detalj 8. Den ringformade detaljen 8 är avsedd att skruvas fast i maskinen 31. Den ringformade detaljen 8 är utförd i ett ledande material. En fördel med den ringformade detaljen 8 är att den förbättrar kvalitén pà temperaturmätningen.

Detta genom att komponenten för temperaturmätning 3 får en väl fungerande kontakt med utsidan av den underliggande maskinen 3la. Ãven andra typer av fastsättning av mätanordningen 1, som exempelvis limning, kan förekomma.

Komponenter i en mätanordning 1 enligt uppfinningen är typiskt skyddat av ett omkringliggande skyddande material. Figur 6 visar en utföringsform av mätanordningen 1 enligt uppfinningen, där mätanordningen visas med ett eller flera skikt med slagtàligt icke- elektriskt ledande material. Ett exempel på ett sådant lämpligt material är co-polyamid baserat smältlim. Figur 1 visar mätanordningen utan detta skikt. Materialet har egenskaper som låg viskositet och kort bindningstid.

Hàrdhet Shore A är exempelvis 85 vid 23 grader Celsius.

En lämplig mjukningspunkt är 154-166 grader Celsius.

Maximal draghàllfasthet kan vara 2,5 - 4,5 mPa vid 23 grader Celsius. Figur 1 visar ett exempel på nägra av många ingående elektroniska komponenter.

I en alternativ utföringsform är ett flertal av anordningens 1 komponenter integrerade i en krets, 10 15 20 25 30 Cfïf.

Unix) 204 15 snarare är monterade på ett kretskort. De nämnda komponenterna kan också vara kombinerade pà olika sätt.

T.ex. kan det vara lämpligt att använda en krets som kombinerar processorn 7 med A/D omvandlaren 6.

Ytterliggare exempel pà kapsling är ett antal lager med lack.

Figur 1 visar vidare att ett antal komponenter är placerade innanför spolen 4. Spolen är typiskt utförd i ett material till stor del innefattande koppar och fungerar såväl som mottagande, som sändande eller pàverkande antenn.

Figur 2 visar en schematisk översikt av överföring av energi till mâtanordningen 1 fràn den handhàllna RFID läsaren 20 samt den krets i mâtanordningen som integrerar upp en likspänning upp till en tröskelspänning innan mätningen påbörjas. Sàväl den handhàllna RFID läsaren 20 och mâtanordningen 1 innefattar en antenn i form av en spole. Mätanordningen 1 är, som tidigare typiskt passiv, vilket innebär att den inte arbetar eller mäter utom dà den handhàllna RFID läsaren 20 förser den med energi via magnetfältet 21. Det är en fördel att mâtanordningen 1 innefattar en induktiv koppling för att konvertera energi i magnetfältet 21 till elektrisk energi. I en föredragen utföringsform är det andra medlet 4, 5 anordnat att kommunicera via en bärfrekvens av 120 kHz - 140 kHz.

Läsavstàndet varierar bland annat beroende pà storlek pà mâtanordningen 1, eller snarare pá storleken på dess spole 4. En annan avgörande faktor som avgör räckvidden är storleken pà spolen/antennen i RFID läsaren 20.

Typiskt så ligger räckvidden på 2 - 100 cm. 10 15 20 25 30 526 204 16 Mätanordningen 1 sänder data till den handhållna RFID läsaren genom att rycka i fältet.

Den handhållna RFID läsaren 20 i figur 2 innefattar också kommunikationsmedel för att kommunicera med datorn 64.

Exempel på sådana kommunikationsmedel är Ethernet 10/lO0MB, Bluetooth, RS232 eller RS485.

I en alternativ utföringsform innefattar mätanordningen 1 en krets, t.ex. baserad på kondensatorteknik, som lagrar den via magnetfältet 21 alstrade elektriska energin. I denna utföringsform utför mätanordningen l mätningar vid ett antal tillfällen även då mätanordningen 1 inte är energisatt via den handhållna enheten 20, 30. Även i denna utföringsform får mätanordningen 1 sin energi via den handhàllna RFID läsaren 20, 30, och kommunicerar mätdatat endast med den handhàllna RFID läsaren 20, 30.

En fördel med anordningen l enligt uppfinningen, jämfört med tidigare känd teknik för trådlös överföring av vibrationsdata, är att anordningen är särskilt störtàlig.

Detta är särskilt viktigt i en anläggning där mätanordningen avses placeras i en miljö med stora elektromagnetiska störkällor. Exempel på en sådan miljö är i närheten av stora elektriska motorer (>5O kW) i ett valsverk, inom en anläggning för förädling av mineral eller annan processindustri. Störtåligheten beror bland annat på att mätanordningen och den handhållna RFID läsaren 20, 30 kommunicerar med hjälp av ett magnetfält över ett kort avstånd, t.ex. på armlängdsavstånd.

Figur 4 är en graf som visar ett förenklat vibrationsspektra 42, 43 från en maskin. l - 1000 Hz är 10 15 20 25 30 17 typiskt det huvudsakliga frekvensomràde där vibrationsmätning utförs med hjälp av mätanordningen.

Det är lämpligt att komponenten för vibrationsmätning har en samplings frekvens pà 2000 Hz - 3000 Hz. En lämplig och för mätanordningen utprovad komponent har en samplingsfrekvens av 2500 Hz.

I en utföringsform av uppfinningen är processorn 7 vilken innefattas i mätanordningen 1 anordnad att beräkna ett värde som motsvarar den aktuella energin i vibrationsspektra vid tillfället för vibrations mätningen. Det innebär att i den utföringsformen avses ett värde överföras till den handhàllna RFID läsaren 20, 30 som motsvarar energin i hela spektrat som visas i figur 4. Fördelen med denna utföringsform är att det gär åt väldigt lite energi för att kommunicera värdet som ju då endast är ett värde. Detta jämfört med att kommunicera ett helt spektra, som det i figur 4. Denna typ av mätning innebär att man får en indikation pà om nàgot börjar fallera i maskinen, som exempelvis ett lager. I det fall en 3-axlig accelerometer används för vibrationsmätningen sä är en lämplig beräkning av det nämnda värdet baserat pá en RMS beräkning utförd av processorn i mätanordningen 1. En accelerometer har ofta mm/sek som utgående ingenjörsstorlek som resultat från mätningar. I detta fall, och efter att ha tagit fram värden för var och en av de 3-axlarna så adderas de ihop till ett enda värde.

Beroende pä tillämpning så kan det vara lämpligt att i mätanordningen 1 nyttja ett bandpass filter, alternativt ett làgpass filter, detta för att förbättra mätvärden från vibrationsmätningen. Ett bandpassfilter är t.ex. lämpligt att nyttja då avsikten är att övervaka ett 10 15 20 25 30 526 204 18 särskilt frekvensband i vilket en viss typ av lagerfel är vanligt förekommande.

I en alternativ utföringsform är processorn 7 vilken innefattas i anordningen anordnad att beräkna ett värde som mottsvarar energin i var och en av de axlar där accelerometern mäter. I en utföringsform med en 3-axlig accelerometer så motsvarar det alltså 3 värden.

I en alternativ utföringsform utför en enhet i mätanordningen, t.ex. en signalprocessor en FFT beräkning.

I ännu en utföringsform kommunicerar mätanordningen ett antal grupper av samplingar vid ett antal tillfällen.

Till exempel kan i denna utföringsform 1, 10 eller 50 samplingar skickas per gäng, i ett antal repetitioner.

Detta för att i den handhàllna RFID läsaren 20 kunna sätta ihop dessa samplingar till en längre serie mätningar. En känd teknik för denna typ av förfarande är interleave sampling. Detta innebär att åtminstone vissa delar av frekvensspektra kan analyseras med hjälp av datorn, t.ex. med hjälp av FFT analys. Det är välkänt att vissa lagertypers typiska fel visar sig i vissa frekvensområden, t.ex. vid 800 - 900 Hz. I denna alternativa utföringsform är det en fördel om absoluttiden för första samplingen i en grupp av samt tiden mellan dessa samplingar, samplingsfrekvens, grupper av samplingar antingen sparas eller kan beräknas.

Temperatur och vibrationsmätning som genomförs av mätanordningen avses typiskt skickas i anslutning till varandra. Som tidigare nämnts sà kommuniceras identitet 10 15 20 25 30 526 2G!!- 19 och mätdata i digitalform, med hjälp av magnetfältet, mellan mätanordningen och den handhállna enheten. Det är en fördel om en sändning från mätanordningen inleds med att sända information om format pà övrigt data som avses överföras i sändningen. Ett exempel pà namn pà sådan information är frame. Ett exempel pá storlek pà en sändning är 4 byte, samt en checksumma. Det finns mànga alternativa namn pà en byte, till exempel paket eller meddelande. En byte för frame, en byte för data från vibrationsmätningen samt en byte för data fràn temperaturmätningen är ett exempel pà fördelning av bytes. I den utföringsform då anordningen 1 är anordnad att överföra fler än ett värde relaterat till data fràn vibrationsmätningen så behövs typiskt fler bytes för att överföra data. Det är en fördel om data relaterat till identiteten är data som mottas av RFID läsaren 20 innan data relaterat till mätdata mottas. Detta för att kunna relatera mätdata till den identiteten. Tidsstämpling av mätdata görs med fördel i den handhàllna RFID läsaren 20.

Figur 5a visar ett exempel pà en trendkurva 56 över vibrationsmätningar utförda med mätanordningen 1 vid upprepade ronderingar. Trendkurvan 56 presenteras med hjälp av datorn 64 ingående i systemet 65 enligt uppfinningen. Trendkurvan 56 kan utföras på många olika sätt. Den trendkurva 56 som presenteras med hjälp av datorn 64, exempelvis pà en bildskärm, och som relaterar till vibrationsmätning pà maskinen 3la är typiskt sammanställd av mätdata överförd från den handhàllna läsaren 20, 30 vid ett flertal tillfällen.

Tidsupplösningen 55 i figur Sa är i stort sätt lika med den typiska tiden mellan ronderingstillfällena, exempelvis tvà timmar. Tiden mellan ronderingstillfällena 10 15 20 25 30 |:_J'_| lö 20 -fm 20 är vanligen inte associerade med något mätdata, då det vanligtvis inte görs någon mätning mellan ronderingstillfällena. Tiden mellan ronderingarna kan självklart variera. Trendkurvan 5a kan också visas på den handhàllna RFID läsaren 20. Tiden 53 indikerar att en avvikelse från det normala tillståndet har inträffat.

Figur 5b visar ett exempel på en trendkurva 52 över temperaturmätningen utförda med mätanordningen l vid upprepade ronderingar. Trendkurvan 52 presenteras typiskt på datorn 64 ingående i systemet 65 enligt uppfinningen.

En ökning av temperaturen kan bero på att felaktigt fett tillförts den minst en roterande delen, som ett lager.

Trendkurvan 52 kan liksom kurvan över vibrationer 56 utföras på många olika sätt.

Figur Sc visar ett exempel på en trendkurva över vibrationsmâtningen 56 och temperaturmätningen 52 utförda med mätanordningen 1 vid upprepade ronderingar.

Trendkurvorna 56, 52 presenteras typiskt på datorn 64, ingående i systemet 65 enligt uppfinningen. En fördel med uppfinningen är den underlättar att en avvikelse från det normala tillståndet, som från tiden 53 indikerat i figur 5c, detekteras. Detta då vibrationsmätningen 56 och temperaturmätningen 52 ofta båda indikerar en ökning i respektive uppmätt storlek.

Figur 6 är en översikt av ett system 65 enligt uppfinningen där en transponder 1 vilken är identisk med mätanordningen l ingår. Figuren visar också ett exempel på den handhàllna RFID läsaren 20, 60 samt en dator till vilken mätdata överförs från den handhàllna läsaren för lagring och presentation på bildskärm. 10 CH E* (}\ BJ (3 _' a. 21 Det kommunikationsmedel 62 som innefattas i den handhàllna RFID läsaren 20, 60 består bland annat av en spole. Spolen har vanligtvis betydligt större diameter än en i transpondern 1 motsvarande spole. Det är anledningen till att RFID läsaren 20, 60 typiskt är rundad i sin främre del vilket framgår av figur 6.

Uppfinningen är inte begränsad till de redovisade utföringsformerna utan kan varieras inom ramen för de redovisade patentkraven med hänsyn till beskrivning och figurer.

Claims (1)

1. 0 15 20 25 30 22 PATENTKRAV l.En mätanordning (1) för att mäta och kommunicera mätdata, avsedd att fästas pà utsidan av en maskin (31) med minst en roterande del och mätanordningen (1) avser mäta och kommunicera mätdata relaterat till tillståndet hos den roterande delen, kännetecknad av att - mätanordningen (1) innefattar en komponent för temperaturmätning (3) och en komponent för vibrationsmätning (2), - mätanordningen (1) innefattar ett första medel (7) anordnat att aktivera temperatur och vibrationsmätning, där medlet och komponenterna för temperaturmätning (3) och vibrationsmàtning (2) är anordnade att energisättas med hjälp av energin fràn ett yttre påfört magnetfält (21), - mätanordningen (1) innefattar ett andra medel (4, 5) anordnat för att kommunicera en unik identitet, data fràn temperaturmätningen och data fràn vibrationsmätningen till en handhållen RFID läsare. . En mätanordning enligt patentkrav 1 kännetecknad av att det andra medlet (4, 5) är anordnad att kommunicera data fràn temperatur och vibrationsmätningen genom att påverka det yttre pàförda magnetfältet (21). . En mätanordning enligt patentkrav 1 eller 2 kännetecknad av att det första medlet (7) är anordnat att hantera data från vibrationsmätningen huvudsakligen i frekvensområdet 1-l00OHz och att data fràn vibrationsmätningen kommuniceras som ett 10 15 20 25 30 4G/ G01 SLÛ L. 4' 23 värde relaterat till en total energi i vibrationerna. . En mätanordning enligt patentkrav 2 eller 3 kânnetecknad av att mätanordningen vidare innefattar en accelerometer (2) och att det första medlet innefattar en processor (7) vilka är ingjutna i ett slagtàligt icke-elektriskt ledande material. . En mätanordning enligt patentkrav 4 kännetecknad av att det andra medlet (4, 5) innefattar en spole (4) vilken är placerad runt accelerometern (2) och processorn (7). .En mätanordning (1) enligt nàgot av föregående patentkrav kännetecknad av att ett givarelement (3) för temperaturmätning är ansluten till en i mätanordningen (l) innefattad ringformad detalj (8) utfört i ett ledande material där detaljen (8) avses skruvas fast i maskinen (31). .En màtanordning (1) enligt något av föregående patentkrav kännetecknad av att mätanordningen (1) ej använder energi fràn ett batteri eller från en ansluten elektrisk matning, för att kommunicera mätdata. .En mätanordning (1) enligt något av föregående patentkrav kännetecknad av att temperatur och vibrationsmätning utförs endast under den tid då det yttre magnetfàltet (21) är pàfört mâtanordningen (1)- 10 15 20 25 30 CD .få 24 9.Ett system (65) för att detektera avvikelser från ett normalt tillstånd som är relaterat till minst en roterande del i en maskin (31) och mätningar relaterade till tillståndet avses initieras av en användare (32) vid rondering i en anläggning, systemet innefattar: - en transponder (1) avsedd att fästas på utsidan av maskinen (31), transpondern (1) innefattar komponenter för temperatur och vibrationsmätning (2, 3), transpondern (1) innefattar vidare ett första medel (7) anordnad att aktivera temperatur och vibrationsmätning med hjälp av energin från ett yttre pàfört magnetfält (21), - en handhållen RFID läsare (60) anordnad att pàföra det yttre magnetfältet (21), den handhällna RFID läsaren (60) innefattar kommunikationsmedel (62) anordnat att kommunicera med ett andra medel (5) i transpondern (1) via magnetfältet (21), RFID läsaren innefattar medel för att lagra temperatur och vibrationsmätningen vilka är associerade med en identitet (66) för transpondern och den handhàllna läsaren (60) innefattar medel för att avläsa identiteten (66) fràn transpondern (1), - en dator (64) vilken innefattar anslutningsmedel anordnad att kommunicera med den handhàllna läsaren (60), och datorn (64) innefattar presentationsmedel för trendkurvor avsedda att Visa avvikelser från det normala tillståndet relaterat till den nämnda minst en roterande delen i maskinen (31), där den presenterade avvikelsen avses vara baserad pà temperatur och vibrationsmätningar utförda av transpondern (1) vid ett antal tillfällen. 10 15 20 25 30 10. ll. 12. 13. 14. 15. ( _71 f) .f Å t» 2 0 »i 25 Ett system enligt patentkrav 9 kännetecknad av att det andra medlet är anordnat att kommunicera data från temperatur och vibrationsmätningen genom att påverka det yttre pàförda magnetfältet (21). Ett system enligt patentkrav 9 eller 10 kännetecknad av att det första medlet är anordnat att hantera data från vibrationsmätningen huvudsakligen i frekvensområdet 1-l0O0Hz och att data från vibrationsmätningen kommuniceras som ett värde relaterat till en total energi i vibrationerna. Ett system enligt patentkrav 10 eller 11 kännetecknat av att transpondern (1) vidare innefattar en accelerometer (2) och att det första medlet innefattar en processor (7) vilka är ingjutna i ett slagtåligt material. Ett system enligt patentkrav 12 kännetecknat av att det andra medlet (5) i transpondern innefattar en spole (4) vilken är placerad runt accelerometern (6) och processorn (7). Ett system enligt något av föregående patentkrav kännetecknat av att ett givarelement (3) för temperaturmätning är ansluten till en i transpondern (1) innefattad ringformad detalj (8) utfört i ett ledande material där detaljen (8) avses skruvas fast i maskinen (31). Ett system (65) enligt något av föregående patentkrav kännetecknat av att transpondern (l) ej Q ID gm hä <3 ä 26 innefattar ett batteri eller är ansluten till elektrisk matning. 16. Ett system (65) enligt något av föregående 5 patentkrav kännetecknat av att temperatur och vibrationsmätning utförs endast under den tid då det yttre magnetfältet (21) är pàfört transpondern (1). 10