TWI686591B - 行動式振動檢測裝置及其檢測方法 - Google Patents
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Abstract
一種行動式振動檢測裝置,包含一振動偵測單元、一類比數位轉換單元、一第一帶通濾波單元、一轉換運算模組、一方均根轉換模組、一封包產生模組與一通訊傳輸模組。振動偵測單元,係產生一加速度類比訊號。類比數位轉換單元,係據以產生一加速度數位訊號。第一帶通濾波單元與轉換運算模組,係據以產生一速度數位訊號。方均根轉換模組,係接收加速度數位訊號與速度數位訊號,並據以產生一加速度方均根轉換數據與一速度方均根轉換數據。封包產生模組與通訊傳輸模組係傳送出上述數據,供一位於一動力機械旁的檢測人員直接進行判讀。
Description
本發明係有關於一種振動檢測裝置,尤其是指一種行動式振動檢測裝置。
馬達在運作時都會產生振動,而馬達應用於動力機械時,也會使動力機械在運作時產生振動,例如:空壓機、水泵、減速機等。
馬達或動力機械在發生異常時所產生的振動會與正常情況下產生的振動不同,故檢測人員通常會利用一振動檢測裝置對馬達或動力機械進行檢測。振動檢測裝置係用以檢測馬達或動力機械的振動加速度與振動速度。
然而,先前技術中的振動檢測裝置檢測出的振動加速度與振動速度係類比訊號。振動檢測裝置需將類比訊號傳送至後台處理端進行處理運算,例如:方均根(Root Mean Square;RMS)運算、快速傅立葉(Fast Fourier Transform;FFT)轉換運算、峭度(Kurtosis)運算等,才可將類比訊號處理成可供檢測人員判讀的數
位訊號。
因此,可能造成檢測人員花費大量的時間檢測振動加速度與振動速度,得到的結果卻是該馬達或動力機械為正常狀態,並無異常的情形發生。也有可能經由後台處理端進行處理運算後,確認該馬達或動力機械為異常狀態。但在檢測人員檢測與後台處理端進行處理運算的期間內,異常狀態的馬達或動力機械仍在運作,有可能導致加深馬達或動力機械的損壞程度、減少其壽命,甚至對檢測人員的生命安全造成威脅等問題。
此外,類比訊號經由走線傳送至後台處理端,容易受到干擾,造成訊號失真,且使用成本昂貴。
有鑒於在先前技術中振動檢測裝置僅能檢測產生無法判讀的類比訊號,導致後續衍生出的種種問題。本發明之一主要目的係提供一種行動式振動檢測裝置,用以解決先前技術中的問題。
本發明為解決先前技術之問題,所採用之必要技術手段為提供一種行動式振動檢測裝置,係用以供一檢測人員攜帶至一動力機械旁以設置於動力機械,以檢測出動力機械之至少一振動關聯數據,並包含一振動偵測單元、一類比數位轉換單元、一第一帶通濾波單元、一轉換運算模組、一方均根轉換模組、一封包產生模組與一通訊傳輸模組。
振動偵測單元,係用以固定於一動力機
械,藉以在一量測時間區間內量測動力機械之複數個加速度脈衝,並據以產生一加速度類比訊號。類比數位轉換單元,係電性連接振動偵測單元,藉以接收加速度類比訊號,並據以產生一加速度數位訊號。第一帶通濾波單元,係電性連接類比數位轉換單元,用以對加速度數位訊號進行一濾波作業。轉換運算模組,係電性連接第一帶通濾波單元,用以接收加速度數位訊號,並據以產生一速度數位訊號。方均根轉換模組,係電性連接第一帶通濾波單元與轉換運算模組,用以接收加速度數位訊號與速度數位訊號,並據以分別產生一加速度方均根轉換數據與一速度方均根轉換數據。
封包產生模組,係電性連接方均根轉換模組、用以接收加速度方均根轉換數據與速度方均根轉換數據,並據以分別產生一加速度方均根轉換數據封包與一速度方均根轉換數據封包。通訊傳輸模組,係電性連接封包產生模組,用以接收並傳送出加速度方均根轉換數據封包與速度方均根轉換數據封包。
其中,加速度方均根轉換數據封包與速度方均根轉換數據封包係用以供一位於動力機械旁之顯示模組顯示加速度方均根轉換數據封包與速度方均根轉換數據封包所代表之加速度方均根轉換數據與速度方均根轉換數據,以供位於動力機械旁之檢測人員進行判讀。
在上述必要技術手段的基礎下,本發明所衍生之一附屬技術手段為使行動式振動檢測裝置中之轉換運算模組,包含一積分單元,且積分單元係用以將加
速度數位訊號積分成速度數位訊號。
在上述必要技術手段的基礎下,本發明所衍生之一附屬技術手段為使行動式振動檢測裝置中之轉換運算模組,包含一第二帶通濾波單元,且第二帶通濾波單元係用以濾波出速度數位訊號。
在上述必要技術手段的基礎下,本發明所衍生之一附屬技術手段為使行動式振動檢測裝置,更包含一快速傅立葉轉換模組,快速傅立葉轉換模組係電性連接第一帶通濾波單元、轉換運算模組與封包產生模組,用以接收加速度數位訊號與速度數位訊號,並據以分別產生一加速度傅立葉轉換數據與一速度傅立葉轉換數據,其中,加速度傅立葉轉換數據與速度傅立葉轉換數據係藉由封包產生模組據以產生一加速度傅立葉轉換數據封包與一速度傅立葉轉換數據封包,並利用通訊傳輸模組傳送出。
在上述必要技術手段的基礎下,本發明所衍生之一附屬技術手段為使行動式振動檢測裝置,更包含一時脈產生單元與一頻率比較單元,頻率比較單元係電性連接類比數位轉換單元與時脈產生單元,用以接收加速度數位訊號,並據以產生一頻率差值。
在上述必要技術手段的基礎下,本發明所衍生之一附屬技術手段為使行動式振動檢測裝置中之快速傅立葉轉換模組,包含一窗型濾波單元、一快速傅立葉運算單元與一頻率調整單元。窗型濾波單元係用以對加速度數位訊號與速度數位訊號進行窗型濾波。快速傅
立葉運算單元,係電性連接窗型濾波單元,用以對進行窗型濾波後之加速度數位訊號與速度數位訊號進行快速傅立葉轉換以分別產生一原始加速度傅立葉轉換數據與一原始速度傅立葉轉換數據。頻率調整單元,係電性連接快速傅立葉運算單元與頻率比較單元,用以接收頻率差值、加速度傅立葉轉換數據與原始速度傅立葉轉換數據後,並利用頻率差值對加速度傅立葉轉換數據與原始速度傅立葉轉換數據進行一頻率差值調整運算而產生加速度傅立葉轉換數據與速度傅立葉轉換數據。
在上述必要技術手段的基礎下,本發明所衍生之一附屬技術手段為使行動式振動檢測裝置,更包含一峭度轉換模組,且峭度轉換模組係電性連接第一帶通濾波單元與封包產生模組,用以接收加速度數位訊號,並據以產生一峭度轉換數據,其中,該峭度轉換數據係藉由封包產生模組產生一峭度轉換數據封包,並利用通訊傳輸模組傳送出。
在上述必要技術手段的基礎下,本發明所衍生之一附屬技術手段為使行動式振動檢測裝置中之峭度轉換模組,包含一平均值運算單元與一峭度運算單元。平均值運算單元,係用以運算出一平均值。峭度運算單元,係電性連接平均值運算單元,接收平均值,並據以產生峭度轉換數據。
本發明為解決先前技術之問題,所採用之必要技術手段為另外提供一種行動式振動檢測方法,係利用上述之行動式振動檢測裝置,檢測出該動力機械之
該至少一振動關聯數據,並包含以下步驟(a)至步驟(g)。
步驟(a):利用振動偵測單元,在一量測時間區間內量測動力機械之複數個加速度脈衝,並據以產生一加速度類比訊號。
步驟(b):利用類比數位轉換單元,接收加速度類比訊號,並據以產生一加速度數位訊號。
步驟(c):利用第一帶通濾波單元,對加速度數位訊號進行一濾波作業。
步驟(d):利用轉換運算模組,接收加速度數位訊號,並據以產生一速度數位訊號。
步驟(e):利用方均根轉換模組,接收加速度數位訊號與速度數位訊號,並據以分別產生一加速度方均根轉換數據與一速度方均根轉換數據。
步驟(f):利用封包產生模組,接收加速度方均根轉換數據與速度方均根轉換數據,並據以分別產生一加速度方均根轉換數據封包與一速度方均根轉換數據封包。
步驟(g):利用通訊傳輸模組,接收並傳送出加速度方均根轉換數據封包與速度方均根轉換數據封包。
在上述必要技術手段的基礎下,本發明所衍生之一附屬技術手段為使行動式振動檢測方法中之行動式振動檢測裝置,更包含一快速傅立葉轉換模組,且快速傅立葉轉換模組係電性連接第一帶通濾波單元、轉換運算模組與封包產生模組,行動式振動檢測方法更包
含以下步驟(h)至步驟(j)。
步驟(h):利用快速傅立葉轉換模組,接收加速度數位訊號與速度數位訊號,並據以分別產生一加速度傅立葉轉換數據與一速度傅立葉轉換數據。
步驟(i):利用封包產生模組,接收加速度傅立葉轉換數據與速度傅立葉轉換數據,並據以分別產生一加速度傅立葉轉換數據封包與一速度傅立葉轉換數據封包。
步驟(j):利用通訊傳輸模組,接收並傳送出加速度傅立葉轉換數據封包與速度傅立葉轉換數據封包。
在上述必要技術手段的基礎下,本發明所衍生之一附屬技術手段為使行動式振動檢測方法中之行動式振動檢測裝置,更包含一峭度轉換模組,峭度轉換模組係電性連接第一帶通濾波單元與封包產生模組,且行動式振動檢測方法更包含以下步驟(k)至步驟(m)。
步驟(k):利用峭度轉換模組,接收加速度數位訊號,並據以產生一峭度轉換數據。
步驟(l):利用封包產生模組,接收峭度轉換數據,並據以產生一峭度轉換數據封包。
步驟(m):利用通訊傳輸模組,接收並傳送出峭度轉換數據封包。
承上所述,本發明所提供之行動式振動檢測裝置及其檢測方法,可供位於動力機械旁的檢驗人員直接判讀,不需藉由後台處理端進行運算處理,以解決
先前技術中需傳送至後台處理端所衍生出的種種問題。
1‧‧‧行動式振動檢測裝置
11‧‧‧振動偵測單元
12‧‧‧類比數位轉換單元
13‧‧‧第一帶通濾波單元
14‧‧‧轉換運算模組
141‧‧‧積分單元
142‧‧‧第二帶通濾波單元
15‧‧‧方均根轉換模組
16‧‧‧封包產生模組
17‧‧‧通訊傳輸模組
18‧‧‧快速傅立葉轉換模組
181‧‧‧窗型濾波單元
182‧‧‧快速傅立葉運算單元
183‧‧‧頻率調整單元
19‧‧‧時脈產生單元
20‧‧‧頻率比較單元
21‧‧‧峭度轉換模組
211‧‧‧平均值運算單元
212‧‧‧峭度運算單元
第一圖係顯示本發明較佳實施例所提供之行動式振動檢測裝置之方塊圖;第二圖係顯示本發明用於行動式振動檢測方法之較佳實施例之流程圖;第三圖係顯示本發明用於行動式振動檢測方法之另一較佳實施例之流程圖;以及第四圖係顯示本發明用於行動式振動檢測方法之又一較佳實施例之流程圖。
請參閱第一圖,第一圖係顯示本發明較佳實施例所提供之行動式振動檢測裝置之方塊圖。如圖所示,一種行動式振動檢測裝置1,係用以供一檢測人員(圖未繪示)攜帶至一動力機械(圖未繪示)旁以設置於動力機械,以檢測出動力機械之至少一振動關聯數據。振動關聯數據可為函數也可為數值。
行動式振動檢測裝置1,包含一振動偵測單元11、一類比數位轉換單元12、一第一帶通濾波單元13、一轉換運算模組14、一方均根轉換模組15、一封包產生模組16、一通訊傳輸模組17、一快速傅立葉轉換模組18、一時脈產生單元19、一頻率比較單元20與一峭度
轉換模組21。
振動偵測單元11,係用以固定於動力機械,並在一量測時間區間內量測動力機械的複數個加速度脈衝。接著,振動偵測單元11係依據加速度脈衝產生一加速度類比訊號。
類比數位轉換單元12,係電性連接振動偵測單元11,藉以接收加速度類比訊號,並據以產生一加速度數位訊號。因類比訊號並無法直接處理或供檢測人員判讀,故需要先將類比訊號轉換為數位訊號。在本實施例中,類比數位轉換單元12係一類比數位轉換器(Analog-to-digital converter;ADC、A/D或A to D)。
第一帶通濾波單元13,係電性連接類比數位轉換單元12,用以對加速度數位訊號進行一濾波作業。因訊號無可避免地會具有一些雜訊,故利用第一帶通濾波單元13濾除加速度數位訊號中的雜訊,僅留下特定頻帶的訊號。在本實施例中,第一帶通濾波單元13係一帶通濾波器(Band Pass Filter;BPF)。
轉換運算模組14,係電性連接第一帶通濾波單元13,用以接收濾波後的加速度數位訊號,並據以產生一速度數位訊號。
在本實施例中,轉換運算模組14包含一積分單元141與一第二帶通濾波單元142。積分單元141,係接收加速度數位訊號,並將加速度數位訊號積分成速度數位訊號。第二帶通濾波單元142,係電性連接積分單元141,並對速度數位訊號進行濾波,濾除速度數位訊號中
的雜訊,僅留下特定頻帶的訊號。在本實施例中,積分單元141係一積分器,但不以此為限,也可為其他具有積分功能的元件。第二帶通濾波單元142,在本實施例中係採用帶通濾波器(Band Pass Filter;BPF)。
方均根轉換模組15,係電性連接第一帶通濾波單元13與轉換運算模組14,用以接收加速度數位訊號與速度數位訊號,並據以分別產生一加速度方均根轉換數據與一速度方均根轉換數據。方均根的運算為所屬技術領域中之通常知識,故不多加贅述。方均根轉換模組15可為一具有方均根轉換運算功能之處理器、晶片等。
加速度方均根轉換數據與速度方均根轉換數據可用以顯示振動的嚴重程度,並且有其明確的規範。根據ISO10816的分類標準,假設功率為50kW新出廠的馬達,速度方均根轉換數據需小於1.12mm/s。速度方均根轉換數據介於1.12mm/s與2.8mm/s之間,屬於可以接受的範圍。速度方均根轉換數據介於2.8mm/s與7.1mm/s之間,屬於不可接受的範圍。速度方均根轉換數據大於7.1mm/s,屬於嚴重損壞的範圍。
普遍來說,小於10Hz的振動屬於低頻率振動,介於10Hz至1000Hz之間屬於普通頻率振動,大於1000Hz屬於高頻率振動。加速度方均根轉換數據係應用於振動頻率介於100至10000Hz的機電裝置,例如:減速機,而速度方均根轉換數據較常應用於屬於普通頻率振動的機電裝置,例如:馬達、鼓風機、發電機等。一般來說,當振動頻率落在兩者交集的範圍(100Hz至
1000Hz)時,採用速度方均根轉換數據較佳。
封包產生模組16,係電性連接方均根轉換模組15,用以接收加速度方均根轉換數據與速度方均根轉換數據,並據以分別產生一加速度方均根轉換數據封包與一速度方均根轉換數據封包。通訊傳輸模組17,係電性連接封包產生模組16,用以接收並傳送出加速度方均根轉換數據封包與速度方均根轉換數據封包。
因行動式振動檢測裝置1需傳送出檢測到的訊號,故需利用封包產生模組16,將加速度方均根轉換數據與速度方均根轉換數據作為資料(data),並各自給予一標頭(header),以產生加速度方均根轉換數據封包與速度方均根轉換數據封包。再利用通訊傳輸模組17將加速度方均根轉換數據封包與速度方均根轉換數據封包傳送出。在本實施例中,通訊傳輸模組17係一符合RS-485的傳輸模組。
加速度方均根轉換數據封包與該速度方均根轉換數據封包係用以供一位於動力機械旁之顯示模組(圖未繪示)顯示其各自代表之加速度方均根轉換數據與速度方均根轉換數據。因此,位於動力機械旁的檢測人員即可針對加速度方均根轉換數據與速度方均根轉換數據進行判讀。
當檢測人員判讀出加速度方均根轉換數據與速度方均根轉換數據係屬於可接受範圍,表示當前動力機械並無異常,可以檢測其他動力機械。此舉相較於先前技術,可以立即得知動力機械的振動是否異常,
以及是否需要進一步檢測或是可以檢測其他動力機械。
快速傅立葉轉換模組18,係電性連接第一帶通濾波單元13、轉換運算模組14與封包產生模組16,用以接收加速度數位訊號與速度數位訊號,並利用快速傅立葉轉換據以分別產生一加速度傅立葉轉換數據與一速度傅立葉轉換數據。快速傅立葉轉換為所屬技術領域中之通常知識,故不多加贅述。
在本實施例中,快速傅立葉轉換模組18包含一窗型濾波單元181、一快速傅立葉運算單元182與一頻率調整單元183。頻率比較單元20,係電性連接時脈產生單元19與頻率調整單元183,用以接收加速度數位訊號並據以產生一頻率差值。
窗型濾波單元181,係用以對加速度數位訊號與速度數位訊號進行窗型濾波,使加速度數位訊號的頭尾訊號能量相同,也使速度數位訊號的頭尾訊號能量相同。更詳細的說明,窗型濾波單元181係一窗型濾波器,用以擷取數位訊號中一特定時間的訊號,並調整該訊號使該訊號起始時間的能量值與結束時間的能量值相等,進而使該訊號接近一週期訊號。
快速傅立葉運算單元182,係電性連接窗型濾波單元181,用以對加速度數位訊號與速度數位訊號進行快速傅立葉轉換運算,以分別產生一原始加速度傅立葉轉換數據與一原始速度傅立葉轉換數據。因加速度數位訊號與速度數位訊號已藉由窗型濾波單元181調整成接近週期訊號,故可以進行快速傅立葉轉換運算。快
速傅立葉運算單元182可為一具有快速傅立葉轉換運算功能之處理器、晶片等。
頻率調整單元183,係電性連接快速傅立葉運算單元182與頻率比較單元20,係接收頻率差值、加速度傅立葉轉換數據與原始速度傅立葉轉換數據,並利用頻率差值分別對原始加速度傅立葉轉換數據與原始速度傅立葉轉換數據進行一頻率差值調整運算,進而產生加速度傅立葉轉換數據與速度傅立葉轉換數據。其中,加速度傅立葉轉換數據與速度傅立葉轉換數據係函數。
在此需說明的是,在本實施例中,振動偵測單元11係一微機電感測器。一般微機電感測器的時脈容易有誤差,故在本實施例中,利用時脈產生單元19產生標準時脈,並藉由頻率比較單元20比對時脈與標準時脈的差異,進而藉由頻率調整單元183調整快速傅立葉轉換中的頻率。舉例說明,假設時脈較標準時脈慢1%,則需將原始速度傅立葉轉換數據中的頻率乘以時脈除以標準時脈,以得到真實的頻率。
以實際數字舉例說明,標準時脈為100kHz,振動偵測單元11的時脈為99kHz,一個訊號的頻率為990Hz,經過快速傅立葉轉換模組18進行運算後,會認為此訊號的頻率為1000Hz。因此,頻率比較單元20會修正此訊號的頻率1000Hz乘以990(時脈)除以1000(標準時脈)。
快速傅立葉轉換模組18,係利用傅立葉公式將振幅轉換為振動能量在特定頻率點(又稱頻域)的
分布狀況。而動力機械的振動能量係分布在固定頻點(例如基頻、二倍頻、三倍頻等),故從振動能量分布情形可以判斷動力機械的狀況。
當速度傅立葉轉換數據中的振動能量主要發生在基頻,也就是一倍頻時,表示動力機械係處於不平衡的狀態。當振動能量主要發生在二倍頻時,表示動力機械係處於不對心的狀態。當振動能量主要發生在一倍頻與二倍頻時,表示動力機械處於基礎變形或軟腳的狀態。當振動能量主要發生在一倍頻、二倍頻、三倍頻、四倍頻、五倍頻、與六倍頻時,表示動力機械的零件鬆動。在此需說明的是,上述情形都建立在速度方均根轉換數據超出可接受範圍的前提下,以ISO10816的分類標準,即速度方均根轉換數據大於2.8mm/s。
封包產生模組16,係接收加速度傅立葉轉換數據與速度傅立葉轉換數據,並據以產生一加速度傅立葉轉換數據封包與一速度傅立葉轉換數據封包。通訊傳輸模組17,係接收並傳送出加速度傅立葉轉換數據封包與速度傅立葉轉換數據封包。位於動力機械旁的顯示模組係接收加速度傅立葉轉換數據封包與速度傅立葉轉換數據封包,並顯示其分別代表之加速度傅立葉轉換數據封包與速度傅立葉轉換數據,以供檢測人員進行上述判讀。
峭度轉換模組21,係電性連接第一帶通濾波單元13與封包產生模組16,用以接收加速度數位訊號,並據以產生一峭度轉換數據,在本實施例中,可為
一具有峭度運算功能之運算器、處理器、晶片等。其中,峭度轉換數據為數值。封包產生模組16,係接收峭度轉換數據,並據以產生一峭度轉換數據封包。通訊傳輸模組17,係接收並傳送出峭度轉換數據封包。
在本實施例中,峭度轉換模組21包含一平均值運算單元211與一峭度運算單元212。平均值運算單元211,係用以計算加速度的一平均值。峭度運算單元212,係電性連接平均值運算單元211,接收平均值,並據以產生上述峭度轉換數據。峭度運算的公式,分子為振動加速度與平均值差值的四次方的期望值,分母為振動加速度與平均值差值的平方的期望值再平方。經過上述運算,會得出峭度轉換數據。
一般來說,峭度轉換數據的值會小於3。若峭度轉換數據大於5,就表示動力機械有所損壞,通常是指動力機械內的軸承中的滾珠有所損壞,而此情形仍建立在速度方均根轉換數據超出可接受範圍的前提下。若再搭配速度傅立葉轉換數據中的主要能量發生在25倍頻以上,則可以完全確定動力機械內的軸承異常。
封包產生模組16,係接收峭度轉換數據,並據以產生一峭度轉換數據封包。通訊傳輸模組17,係接收並傳送出峭度轉換數據封包。位於動力機械旁的顯示模組係接收峭度轉換數據封包,並顯示其所代表之峭度轉換數據,以供檢測人員進行上述判讀。
顯示模組為一顯示螢幕,可以單獨為顯示螢幕,也可設置於動力機械旁,更可為一行動電子裝置
的螢幕。
因為本發明所提供之行動式振動檢測裝置1,係可直接傳送出加速度方均根轉換數據封包、速度方均根轉換數據封包、加速度傅立葉轉換數據封包、速度傅立葉轉換數據封包與峭度轉換數據封包,並利用顯示模組顯示其各自代表之加速度方均根轉換數據、速度方均根轉換數據、加速度傅立葉轉換數據、速度傅立葉轉換數據與峭度轉換數據,以供動力機械旁的檢測人員直接判讀。可以解決先前技術中,需要將類比訊號傳送至後台處理端所衍生出的種種問題。
接著,請參閱第二圖,第二圖係顯示本發明用於行動式振動檢測方法之較佳實施例之流程圖。如圖所示,一種行動式振動檢測方法係利用如第一圖所示之行動式振動檢測裝置1加以實施。並包含以下步驟S101至步驟S107。
步驟S101:利用該振動偵測單元11,在該量測時間區間內量測該動力機械之該些加速度脈衝,並據以產生該加速度類比訊號。
步驟S102:利用該類比數位轉換單元12,接收該加速度類比訊號,並據以產生加速度數位訊號。
步驟S103:利用該第一帶通濾波單元13,對該加速度數位訊號進行該濾波作業。
步驟S104:利用該轉換運算模組14,接收該加速度數位訊號,並據以產生該速度數位訊號。
步驟S105:利用該方均根轉換模組15,接
收該加速度數位訊號與該速度數位訊號,並據以分別產生該加速度方均根轉換數據與該速度方均根轉換數據。
步驟S106:利用該封包產生模組16,接收該加速度方均根轉換數據與該速度方均根轉換數據,並據以分別產生該加速度方均根轉換數據封包與該速度方均根轉換數據封包。
步驟S107:利用該通訊傳輸模組17,接收並傳送出該加速度方均根轉換數據封包與該速度方均根轉換數據封包。
其中,一位於動力機械旁之顯示模組係顯示加速度方均根轉換數據封包與速度方均根轉換數據封包所代表之加速度方均根轉換數據與速度方均根轉換數據,用以供位於動力機械旁的一檢測人員判讀。
接著,請參閱第三圖,第三圖係顯示本發明用於行動式振動檢測方法之另一較佳實施例之流程圖。如圖所示,一種行動式振動檢測方法係利用如第一圖所示之行動式振動檢測裝置1加以實施,並包含以下步驟。其中,步驟S101至步驟S104與第二圖相同,故不多加贅述。
步驟S205:利用該快速傅立葉轉換模組18,接收該加速度數位訊號與該速度數位訊號,並據以分別產生一加速度傅立葉轉換數據與一速度傅立葉轉換數據。
步驟S206:利用該封包產生模組16,接收該加速度傅立葉轉換數據與該速度傅立葉轉換數據,並
據以分別產生一加速度傅立葉轉換數據封包與一速度傅立葉轉換數據封包。
步驟S207:利用該通訊傳輸模組17,接收並傳送出該加速度傅立葉轉換數據封包與該速度傅立葉轉換數據封包。
其中,一位於動力機械旁之顯示模組係顯示加速度傅立葉轉換數據封包與速度傅立葉轉換數據封包所代表之加速度傅立葉轉換數據與速度傅立葉轉換數據,用以供位於動力機械旁的一檢測人員判讀。
最後,請參閱第四圖,第四圖係顯示本發明用於行動式振動檢測方法之又一較佳實施例之流程圖。如圖所示,一種行動式振動檢測方法係利用如第一圖所示之行動式振動檢測裝置1加以實施,並包含以下步驟。其中,步驟S101至步驟S104與第二圖相同,故不多加贅述。
步驟S305:利用該峭度轉換模組21,接收該加速度數位訊號,並據以產生一峭度轉換數據。
步驟S306:利用該封包產生模組16,接收該峭度轉換數據,並據以產生一峭度轉換數據封包。
步驟S307:利用該通訊傳輸模組17,接收並傳送出該峭度轉換數據封包。
其中,一位於動力機械旁之顯示模組係顯示峭度轉換數據封包所代表之峭度轉換數據,用以供位於動力機械旁的一檢測人員判讀。
請一併參閱第二圖至第四圖,在此需說明
的是,將第二圖中之步驟S105至步驟S107定義為一第一步驟群集,第三圖中之步驟S205至步驟S207定義為一第二步驟群集,以及,第四圖中之步驟S305至步驟S307定義為一第三步驟群集。
第一步驟群集、第二步驟群集與第三步驟群集可依照實際需求進行變動或組合。較佳者,第二步驟群集需接續於第一步驟群集之後,第三步驟群集需接續於第一步驟群集與第二步驟群集之後。因第一步驟群集中之加速度方均根轉換數據與速度方均根轉換數據可用以供檢測人員判讀動力機械是否處於異常狀態。
但是,步驟群集內的步驟順序不能變換,也就是說,第一步驟群集內的執行步驟順序必先執行步驟S105,再執行步驟S106,最後執行步驟S107。第二步驟群集與第三步驟群集亦相同,故不多加贅述。
綜上所述,本發明所提供之行動式振動檢測裝置及其檢測方法,利用類比數位轉換單元、第一帶通濾波單元、轉換運算模組、方均根轉換模組、封包產生模組與通訊傳輸模組,直接傳送出加速度方均根轉換數據封包與速度方均根轉換數據封包,以供檢測人員判讀加速度方均根轉換數據封包與速度方均根轉換數據封包所代表的加速度方均根轉換數據與速度方均根轉換數據。
相較於先前技術,本發明所提供之行動式振動檢測裝置及其檢測方法,可供位於動力機械旁的檢測人員直接判讀,不需藉由後台處理端進行運算處理,
以解決先前技術中需傳送至後台處理端所衍生出的種種問題。
藉由以上較佳具體實施例之詳述,係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神,而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地,其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。
1‧‧‧行動式振動檢測裝置
11‧‧‧振動偵測單元
12‧‧‧類比數位轉換單元
13‧‧‧第一帶通濾波單元
14‧‧‧轉換運算模組
141‧‧‧積分單元
142‧‧‧第二帶通濾波單元
15‧‧‧方均根轉換模組
16‧‧‧封包產生模組
17‧‧‧通訊傳輸模組
18‧‧‧快速傅立葉轉換模組
181‧‧‧窗型濾波單元
182‧‧‧快速傅立葉運算單元
183‧‧‧頻率調整單元
19‧‧‧時脈產生單元
20‧‧‧頻率比較單元
21‧‧‧峭度轉換模組
211‧‧‧平均值運算單元
212‧‧‧峭度運算單元
Claims (11)
- 一種行動式振動檢測裝置,係用以供一檢測人員攜帶至一動力機械旁以設置於該動力機械,以檢測出該動力機械之至少一振動關聯數據,並包含:一振動偵測單元,係用以固定於該動力機械,藉以在一量測時間區間內量測該動力機械之複數個加速度脈衝,並據以產生一加速度類比訊號;一類比數位轉換單元,係電性連接該振動偵測單元,藉以接收該加速度類比訊號,並據以產生一加速度數位訊號;一第一帶通濾波單元,係電性連接該類比數位轉換單元,用以對該加速度數位訊號進行一濾波作業;一轉換運算模組,係電性連接該第一帶通濾波單元,用以接收該加速度數位訊號,並據以產生一速度數位訊號;一方均根轉換模組,係電性連接該第一帶通濾波單元與該轉換運算模組,用以接收該加速度數位訊號與該速度數位訊號,並據以分別產生一加速度方均根轉換數據與一速度方均根轉換數據;一封包產生模組,係電性連接該方均根轉換模組,用以接收該加速度方均根轉換數據與該速度方均根轉換數據,並據以分別產生一加速度方均根轉換數據封包與一速度方均根轉換數據封包;以及一通訊傳輸模組,係電性連接該封包產生模組,用以接收並傳送出該加速度方均根轉換數據封包與該速度 方均根轉換數據封包;其中,該加速度方均根轉換數據封包與該速度方均根轉換數據封包係用以供一位於該動力機械旁之顯示模組顯示該加速度方均根轉換數據封包與該速度方均根轉換數據封包所代表之該加速度方均根轉換數據與該速度方均根轉換數據,以供位於該動力機械旁之該檢測人員進行判讀。
- 如申請專利範圍第1項所述之行動式振動檢測裝置,其中,該轉換運算模組包含一積分單元,且該積分單元係用以將該加速度數位訊號積分成該速度數位訊號。
- 如申請專利範圍第1項所述之行動式振動檢測裝置,其中,該轉換運算模組包含一第二帶通濾波單元,且該第二帶通濾波單元係用以濾波出該速度數位訊號。
- 如申請專利範圍第1項所述之行動式振動檢測裝置,更包含一快速傅立葉轉換模組,且該快速傅立葉轉換模組係電性連接該第一帶通濾波單元、該轉換運算模組與該封包產生模組,用以接收該加速度數位訊號與該速度數位訊號,並據以分別產生一加速度傅立葉轉換數據與一速度傅立葉轉換數據,其中,該加速度傅立葉轉換數據與該速度傅立葉轉換數據係藉由該封包產 生模組據以產生一加速度傅立葉轉換數據封包與一速度傅立葉轉換數據封包,並利用該通訊傳輸模組傳送出。
- 如申請專利範圍第4項所述之行動式振動檢測裝置,更包含:一時脈產生單元;以及一頻率比較單元,係電性連接該類比數位轉換單元與該時脈產生單元,用以接收該加速度數位訊號,並據以產生一頻率差值。
- 如申請專利範圍第5項所述之行動式振動檢測裝置,其中,該快速傅立葉轉換模組包含:一窗型濾波單元,係用以對該加速度數位訊號與該速度數位訊號進行窗型濾波;一快速傅立葉運算單元,係電性連接該窗型濾波單元,用以對進行窗型濾波後之該加速度數位訊號與該速度數位訊號進行快速傅立葉轉換以分別產生一原始加速度傅立葉轉換數據與一原始速度傅立葉轉換數據;以及一頻率調整單元,係電性連接該快速傅立葉運算單元與該頻率比較單元,用以接收該頻率差值、該加速度傅立葉轉換數據與該原始速度傅立葉轉換數據後,並利用該頻率差值對該原始加速度傅立葉轉換數據與該原始速度傅立葉轉換數據進行一頻率差值調整運算 而產生該加速度傅立葉轉換數據與該速度傅立葉轉換數據。
- 如申請專利範圍第1項所述之行動式振動檢測裝置,更包含一峭度轉換模組,且該峭度轉換模組係電性連接該第一帶通濾波單元與該封包產生模組,用以接收該加速度數位訊號,並據以產生一峭度轉換數據,其中,該峭度轉換數據係藉由該封包產生模組產生一峭度轉換數據封包,並利用該通訊傳輸模組傳送出。
- 如申請專利範圍第7項所述之行動式振動檢測裝置,其中,該峭度轉換模組包含:一平均值運算單元,係用以運算出一平均值;以及一峭度運算單元,係電性連接該平均值運算單元,接收該平均值,並據以產生該峭度轉換數據。
- 一種行動式振動檢測方法,係利用如申請專利範圍第1項所述之行動式振動檢測裝置,檢測出該動力機械之該至少一振動關聯數據,並包含以下步驟:(a)利用該振動偵測單元,在該量測時間區間內量測該動力機械之該些加速度脈衝,並據以產生該加速度類比訊號;(b)利用該類比數位轉換單元,接收該加速度類比訊號,並據以產生該加速度數位訊號;(c)利用該第一帶通濾波單元,對該加速度數位訊號進 行該濾波作業;(d)利用該轉換運算模組,接收該加速度數位訊號,並據以產生該速度數位訊號;(e)利用該方均根轉換模組,接收該加速度數位訊號與該速度數位訊號,並據以分別產生該加速度方均根轉換數據與該速度方均根轉換數據;(f)利用該封包產生模組,接收該加速度方均根轉換數據與該速度方均根轉換數據,並據以分別產生該加速度方均根轉換數據封包與該速度方均根轉換數據封包;以及(g)利用該通訊傳輸模組,接收並傳送出該加速度方均根轉換數據封包與該速度方均根轉換數據封包。
- 如申請專利範圍第9項所述之行動式振動檢測方法,其中,該行動式振動檢測裝置,更包含一快速傅立葉轉換模組,且該快速傅立葉轉換模組係電性連接該第一帶通濾波單元、該轉換運算模組與該封包產生模組,該行動式振動檢測方法更包含以下步驟:(h)利用該快速傅立葉轉換模組,接收該加速度數位訊號與該速度數位訊號,並據以分別產生一加速度傅立葉轉換數據與一速度傅立葉轉換數據;(i)利用該封包產生模組,接收該加速度傅立葉轉換數據與該速度傅立葉轉換數據,並據以分別產生一加速度傅立葉轉換數據封包與一速度傅立葉轉換數據封包;以及 (j)利用該通訊傳輸模組,接收並傳送出該加速度傅立葉轉換數據封包與該速度傅立葉轉換數據封包。
- 如申請專利範圍第9項所述之行動式振動檢測方法,其中,該行動式振動檢測裝置,更包含一峭度轉換模組,且該峭度轉換模組係電性連接該第一帶通濾波單元與該封包產生模組,該行動式振動檢測方法更包含以下步驟:(k)利用該峭度轉換模組,接收該加速度數位訊號,並據以產生一峭度轉換數據;(l)利用該封包產生模組,接收該峭度轉換數據,並據以產生一峭度轉換數據封包;以及(m)利用該通訊傳輸模組,接收並傳送出該峭度轉換數據封包。
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- 2018-11-29 TW TW107142683A patent/TWI686591B/zh not_active IP Right Cessation
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2019
- 2019-01-09 US US16/243,866 patent/US20200173842A1/en not_active Abandoned
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