TWI751170B - 泵總成、分析自經安裝於一泵上之一加速度計接收之資料的方法及電腦程式 - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種泵總成、方法及電腦程式。該泵總成包括：一泵、一相關聯馬達控制器，及經安裝於該泵上之一加速度計。該馬達控制器經組態以控制經供應以驅動該泵之電力，及接收自該加速度計輸出之資料，該馬達控制器包括處理電路，該處理電路經組態以處理自該加速度計接收之該資料，以判定歸因於該泵操作而在該泵處經歷之加速度。此等加速度可用來判定該泵之一狀態。

Description

泵總成、分析自經安裝於一泵上之一加速度計接收之資料的方法及電腦程式

本發明係關於泵總成、方法及電腦程式，且特定言之係關於監測在此一總成中之一泵之狀態。

泵係在嚴格控制之容限情況下製造之精密儀器，泵需要小心使用且定期維修以維持狀態。移動部件之磨損及維修之需求將隨泵之使用類型及特性而變化。此外，誤用或意外敲擊可損壞部件且觸發一非預期維修或修理需求。泵在一受損或磨損狀態下操作可導致進一步損壞。

可期望能夠提供一種偵測一泵之狀態之構件。

本發明之一第一態樣提供一種泵總成，該泵總成包括：一泵、一相關聯馬達控制器，及經安裝於該泵上之一加速度計；該馬達控制器經組態以控制經供應以驅動該泵之電力，及接收自該加速度計輸出之資料，該馬達控制器包括處理電路，該處理電路經組態以處理自該加速度計接收之該資料，以判定歸因於該泵操作而在該泵處經歷之加速度。

本發明之發明人認識到一泵操作之平滑程度係其狀態之一指示。經安裝於該泵上之一加速度計可用來偵測該泵之操作平滑度，及其如何隨時間而變化。特定言之，可偵測(例如)由該泵在一非最佳狀態下操作所產生之振 動的增加。自此一加速度計接收資料的處理電路可被用來判定歸因於泵操作而在該泵處經歷之加速度，且自此等信號之分析可估計該泵之狀態。提供用於處理自該加速度計接收之信號作為該馬達控制器之部分之該處理電路允許將該處理電路安裝於必須維持在適用於電子電路之一溫度及位置下之一環境中，此係因為該馬達控制器包括電子馬達控制器電路。此外，當分析該等加速度時，由該控制器產生之用於控制該泵馬達之控制信號亦係相關，且此係安裝用於處理來自該馬達控制器內之該加速度計之信號之該處理電路之一進一步優點。

在一些實施例中，該處理電路係可操作以結合馬達控制器資料來處理自該加速度計接收之資料，以便將由該泵操作產生之加速度資料與其他信號分開。

藉由提供用於處理在該馬達控制器內之該加速度計資料之該處理電路，關於操作該泵之馬達控制器資料亦係可用，且結合此資料來處理該加速度計資料允許將在該泵處經歷之該加速度與於驅動該泵之不同態樣繫結，且亦允許識別非歸因於泵操作之加速度而引起的信號，且將此等信號與歸因於此操作而引起之彼等分離。實際上，藉由組合與該泵之該操作皆相關之該加速度及馬達控制器資料，且藉由一起分析其等，可獲得其操作之一更佳圖片。

其他信號可包括或許自與驅動該泵馬達相關聯之切換電路引起的電子雜訊信號，或其等可係在該泵處所經歷之由該加速度計偵測且歸因於與該泵自身之操作相對的外力所引起的加速度。能夠區分歸因於泵操作所引起之該等加速度，允許更準確地分析該操作。此外，偵測歸因於外部因素(諸如泵被撞擊)所引起之加速度允許偵測誤用。

在一些實施例中，該處理電路經組態以使自該加速度計輸出之資料信號之取樣與至少一種類型之該馬達控制器資料同步。

組合該馬達控制器資料與該加速度計資料以允許更準確分析該加速度的一種方式係使該加速度計資料之取樣與至少一種類型之該馬達控制器資料同步。例如，在經由一脈衝寬度調變之驅動信號來驅動該馬達的情況下，該信號之切換將產生雜訊，且使該加速度信號之取樣同步至此切換之一中點，其中電流(例如)處於其最穩定值將使具有較低雜訊組件之一信號被取樣，且藉此增加分析之準確度。

在一些實施例中，該處理電路係可操作以使自該加速度計接收之該資料與該馬達控制器資料關聯。

其中處理電路可組合該加速度計資料與該馬達控制器資料之一種方式係依某種方式將其等資料關聯。就此而言，在已知關於驅動該泵馬達之資料的情況下，於特定頻率下之加速度信號可與該驅動馬達之頻率相關聯，且以此方式，可隔離且分析歸因於一轉子之旋轉(例如，或歸因於該等軸承元件之較慢或較快旋轉)而導致的加速度。

應注意，在該馬達控制器內可用之該馬達控制器資料可係指示由該馬達控制器產生以控制該馬達之馬達控制信號的馬達控制資料。替代地及/或另外，該馬達控制器資料可係由該馬達控制器內之至少一個感測器接收的資料，該感測器感測諸如驅動泵之電流輸出、電壓輸出、馬達控制器之溫度，及/或供應至其之電力的信號。

在一些實施例中，該泵包括一轉子，且該至少一個感測器係用於感測轉子速度或轉子角位置。

在該馬達控制器內之該感測器可判定轉子角位置或轉子速度。替代 地，可在該處理電路處，依據指示被發送至該馬達控制器之控制信號的馬達控制器資料來判定轉子角位置或轉子速度。在任一情況中，可藉由該處理電路結合自該加速度計接收之該資料而使用轉子角位置及轉子速度的判定來產生轉子狀態資料。就此而言，在特定轉子角位置處之該泵處經歷的加速度指示該轉子具有增加之不平衡位準，且因此，此等信號可用來幫助初始降低該轉子之不平衡位準，及/或可在維修期間或稍後在操作期間，使用其等來判定該轉子之不平衡之變化的位置，且其需要再平衡。

此外，該轉子速度係與軸承元件速度有關，該等軸承元件以該轉子之一較低或較高多速度移動。因此，在特定頻率下發生之加速度可指示軸承磨損，且可用於分析軸承狀態。軸承狀態對於準確判定以嘗試避免軸承裂化至其等損壞該泵之一點係重要的。此外，磨損軸承使得尤其在啟動時產生一較嘈雜泵，且軸承磨損之一指示可指示一嘈雜泵之原因。

在一些實施例中，該處理電路經組態以自該等所接收信號判定加速度振幅及相位。

該加速度振幅及該加速度相位皆係泵狀態之重要指示符，且可用來分析該泵。

在一些實施例中，該處理電路經組態以將來自該加速度計之經取樣資料轉換成頻率域。

如先前所提及，在特定頻率下之振動可指示該泵之不同元件，且因此當分析該資料時，將來自該加速度計之經週期性地取樣之資料轉換成頻率域允許輕易地識別在特定頻率下發生之加速度，且此有助於分析該資料，尤其是故障診斷。

在一些實施例中，該處理電路包括比較電路，該比較電路用於比較由 該加速度計輸出且由該處理電路處理之資料與至少一個臨限值，以產生至少一個警告信號。

如先前所提及，來自該加速度計之信號指示泵狀態，且可用於故障診斷。當結合臨限值使用時，來自該加速度計的信號可被用來產生指示該泵的操作正在移動超出正常操作極限的警告，且因而可需要一些維修或修復。此可採取轉子再平衡、軸承更換及/或其他動作之形式。

此等警告信號可結合用於輸出警告指示之輸出電路使用，該輸出電路經組態成由該等警告信號觸發。

一旦已判定自該加速度計接收之該等信號指示其不在正常極限內操作，則可路由如此產生之該警告信號以觸發一警告指示器。此警告指示器可呈該泵或馬達控制器上之燈的形式，其可使用彩色編碼來指示警告之嚴重性，琥珀色或許指示需要一檢查或應盡快進行維修，而紅色指示不應操作該泵。替代地，可在自該泵至一外部系統之一通訊線上輸出該等警告指示器，其中一使用者或操作者可具備關於所偵測事件之資訊。一記憶體亦可存在於該馬達控制器中或該泵上，用於記錄加速度事件，且可經由通信線或經由諸如一USB埠之一輸出埠，將該等警告信號記錄於該記憶體中，及自該記憶體下載。

儘管該加速度計對於判定歸因於指示該泵之狀態之泵操作而在該泵處經歷的加速度尤其有用，然該加速度計亦可被用來偵測在該泵處引起加速度的外力。此等外力可歸因於一外部衝擊，且可在操作期間被偵測，信號之頻率及振幅的分析指示其不歸因於正常操作。儘管在操作期間偵測此等事件係有益的，然而當該泵不操作時亦可發生此等衝擊，且事實上此在該泵可在位置之間移動時更有可能。由於一加速度計係設置於該泵上以判 定歸因於該泵之操作而導致的加速度，故加速度計亦可被用來偵測歸因於其他原因而引起的加速度。為在該泵不使用時使加速度計起作用，可需要諸如一電池之一遠端電源，且因此可將一個電源與加速度計相關聯，使得加速度計可在泵未被供電時操作，且加速度計偵測之任何加速度可被儲存在一資料儲存器內，且可用來偵測歸因於由誤操作引起之外力及/或會影響該泵之狀態及未來操作之其他例項而引起的加速度。

該加速度計可係直接安裝於該泵上(例如，該泵之外殼上)，且在該情況下，其直接經歷由該泵所受到之加速度。此可係其中該馬達控制器與泵分開之情況，且在此一情況中，該馬達控制器經組態以藉由一有線及無線連接之至少一者而自安裝於該泵上之該加速度計接收資料。

如先前所提及，該馬達控制器包括電子電路，且這需要被保護免受過度振動及高溫。因此，在一些情況中，可遠離於該泵以安裝此馬達控制器可係適當的，以保護馬達控制器免受該泵經歷之該等狀態。在此一情況中，該加速度計將需要被安裝於該泵上，使得其經歷該泵經歷之加速度，且其可跨有線或無線連接，將資料傳輸至經安裝於該馬達控制器內之該處理器。當該馬達控制器將需要向該泵發送信號以控制其馬達時，此等連接將存在於該馬達控制器與該泵之間。

在其他實施例中，該泵包括一泵機構及一泵外殼，且該馬達控制器係安裝於經剛性連接至該泵外殼之一外殼內，該加速度計係安裝於該馬達控制器外殼內。

在一些情況中，該馬達控制器係直接安裝於該泵之該外殼上，且其中其被剛性連接至泵之外殼，該加速度計可係安裝於該馬達控制器自身內。在此一位置處，該加速度計將皆經歷該泵之振動且易於存取馬達控制器資 料。

儘管該加速度計可包括用於偵測在至少一個軸上之加速度的任何偵測裝置，然而在一些實施例中，該加速度計包括可偵測至少一個軸上之加速度之一MEMS裝置(一微機電系統)。在一些實施例中，使用偵測三個正交軸上之加速度之一MEMS裝置。此一裝置係一低成本、小又準確的裝置。

儘管實施例適用於搭配許多不同類型之泵一起使用，然而在一些實施例中，該泵包括一壓縮器，而在其他實施例中，該泵包括一真空泵。

真空泵通常經製造具尤其高之容限，使得其等尤其適用於搭配本發明之實施例一起使用。壓縮機經受移動部件之磨損及不同維修需求，使得其等受益於本發明之實施例。

實施例尤其適用於搭配一渦輪分子真空泵一起使用，此係因為此等泵具有以在該泵機構與該等馬達控制器電子器件之間提供極緊密機械耦合之一方式裝配至該泵的一驅動器。此等泵亦經機械加工具高準確度且具有一極高旋轉速度，因此重要的係，此等泵軸承保持一良好狀態且該轉子被準確地平衡。

在其他實施例中，該真空泵包括一乾式泵。一乾式泵亦適用於實施例，此係因為此等泵需要小心維護其等軸承且重要的係知道其等是否即將發生故障。此等泵產生顯著振動且在此情況中，可遠離於該泵安裝用於該加速度計之該馬達控制器及處理電路。

在又其他實施例中，該泵包括一轉葉式泵。

如上文所提及，來自該加速度計之資訊可用來偵測且監測該泵之狀態且此資料可用來提供警告指示器。亦可將該資料輸入至用來判定該泵之使用及維修需求兩者之板載記錄系統。亦可在維修前及維修後使用該資訊， 以判定維修已經正確執行且已改良該泵之操作。

本發明之一第二態樣提供一種分析自安裝於一泵上之一加速度計接收之資料的方法，該方法包括：接收自該加速度計輸出之資料；自用於控制該泵之一驅動馬達之一馬達控制器接收馬達控制器資料；及結合該馬達控制器資料處理該加速度資料，以判定歸因於該泵之操作而在該泵處經歷之加速度。

在一些實施例中，接收自該加速度計輸出之資料之該步驟包括：取樣自該加速度計輸出之資料信號，該取樣與至少一種類型之馬達控制器資料同步。

在一些實施例中，處理該資料之該步驟包括：將自該加速度計接收之該資料與該馬達控制器資料關聯。

在一些實施例中，該馬達控制器資料包括指示由該馬達控制器產生之馬達控制信號之馬達控制器資料。

替代地及/或另外，該馬達控制器資料包括自至少一個感測器接收之資料。

該馬達控制器資料之實例係驅動該泵之電流輸出、驅動該泵之電壓輸出、溫度及電力之至少一者。

在一些實施例中，該方法包括自該馬達控制器資料判定轉子角位置及轉子速度之至少一者之一進一步步驟。

在一些實施例中，該方法包括自該加速度計接收之該資料以及該經判定轉子角位置資料及該轉子速度之該至少一者產生轉子狀態資料。

在一些實施例中，該方法進一步包括將來自該加速度計之資料轉換成頻率域。

在一些實施例中，該方法進一步包括一比較步驟，該比較步驟用於比較由該加速度計輸出且由該處理電路處理之資料與至少一個臨限值；及回應於被達到之該至少一個臨限值，產生一對應警告信號。

本發明之一第三態樣提供一種電腦程式，該電腦程式在由一處理器執行時可操作以控制該處理器以操作在根據本發明之一第二態樣之一方法中之步驟。

隨附獨立及附屬技術方案中闡述進一步特別及較佳態樣。該等附屬技術方案之特徵可視需要且以不同於申請專利範圍中明確陳述之組合而組合該等獨立技術方案之特徵。

在將一設備特徵描述為可操作以提供一功能之情況下，應明白，這包含提供該功能或經調適或經組態以提供該功能之一設備特徵。

1:渦輪分子泵/真空泵

2:馬達控制器

3:馬達控制器

4:通信鏈路

5:加速度計

6:真空系統

7:處理電路

9:比較電路

11:警告指示器

12:輸出

15:電力供應器

16:電流計

17:控制電路/馬達控制器電路

18:電池

19:資料儲存器

20:馬達

現在將參考隨附圖式進一步描述本發明之實施例，其中：圖1展示根據一第一實施例之具有馬達控制器及加速度計之一真空泵；圖2展示根據一第二實施例之具有加速度計及遠端馬達控制器之一真空泵；圖3展示針對一真空泵馬達之驅動電壓及電流；及圖4展示供應至真空泵馬達之電流之變動；圖5示意性地展示根據一第三態樣之一真空泵及馬達控制器；及圖6展示繪示在根據一實施例之方法中執行之步驟的一流程圖。

在更詳細論述實施例之前，首先將提供概述。

一種加速度感測器(加速度計)嵌入於一泵中或其相關聯馬達控制器電子器件中，且在馬達控制器電子器件內之處理電路內處理加速度信號允許分析歸因於泵之操作而引起之加速度且判定泵之狀態。將處理電路定位於馬達控制器電子器件內提供適用於此電路之一位置且允許易於存取馬達控制信號，從而允許馬達控制信號與加速度信號相關聯，從而提供關於泵之操作及狀態之改良之資訊。加速度信號之取樣可(例如)與馬達控制器中之其他控制處理器同步且尤其與輸出電壓之PWM同步。

圖1示意性地展示連接至一真空系統6之一渦輪分子泵1。固定安裝至真空泵1之馬達控制器2產生用於控制驅動真空泵轉子之馬達的控制信號。馬達控制器2具有在其內之一加速度計5，且由於馬達控制器剛性附接至真空泵1，故真空泵歸因於(例如)泵之操作而經歷之加速度將被加速度計5感測到且將產生指示所經歷加速度之信號。此等輸出至處理電路7，處理電路7結合自馬達控制器接收之資訊分析信號，以判定真空泵之操作及狀態。

將加速度計安裝於馬達控制器內意謂其處於經設計為適於電子電路之一位置中，此係因為馬達控制器之控制電路亦處於其位置且其亦處於便於接收指示真空泵之驅動及操作之信號的一位置。因此，可組合地分析加速度信號及馬達控制信號，從而允許更詳細且準確地分析泵之操作。

圖2展示在馬達控制器3遠離於真空泵安裝之情況下之一替代實施例。此在真空泵產生大量振動或在一高溫下操作使其成為電子電路之一不適合位置之情況下可係較佳的。在此一情況中，加速度計5安裝於或許在真空泵筒上之真空泵外殼內且以此方式感測在真空泵處經歷之加速度。

在此實施例中，在馬達控制器3與泵1之間可存在一通信鏈路4以提供驅動控制信號至真空泵馬達。該鏈路亦可用來將加速度信號自加速度計5傳 輸至馬達控制器3，使得此等信號在馬達控制器處接收且可由處理電路7處理。再次，處理電路7將結合來自馬達控制器之信號來處理來自加速度計之信號，從而允許執行真空泵之操作之詳細分析。

就此而言，可使用馬達控制器或驅動器與加速度信號之組合，使得在特定頻率下經歷之加速度可與泵之特定元件(諸如軸承或轉子)之操作有關且可用來診斷此等元件之故障。替代地，組合可用來降低自加速度計接收之信號之雜訊且以彼方式增加準確度。

儘管圖1及圖2中所展示之泵係真空泵，然而熟習此項技術者將清楚，可以與由一馬達驅動之任何種類之泵或壓縮器類似的一方式使用此等實施例中所展示之馬達控制器、加速度計、處理電路及馬達控制器電子器件。

圖3展示經供應以使用脈衝開關調變來驅動一真空泵之一馬達的一三相電壓供應器之電壓。圖3亦展示電流如何隨此等電壓而改變。如可瞭解，歸因於感應效應，驅動電壓之切換將在相關聯電子電路內產生雜訊信號。當取樣電流以判定由此驅動電壓所提供之電流時，應使用朝向係相對遠離一電壓切換點之一點之電流值的中點發生之樣品點。因此，此等波形為取樣電流提供兩個機會，此與PWM循環之開始及中心一致。類似地，當自加速度計取樣信號時，應使用遠離電壓切換點之樣品點，且因此來自馬達控制器之驅動信號之一知識允許以減小經取樣信號之雜訊之一方式取樣來自加速度計之資料且藉此允許增加準確度。

圖4展示針對一個PWM週期之電流漣波。此等漣波發生於由PWM電壓產生之一大致正弦信號中且可在20kHz下在各馬達旋轉中具有幾個此等循環。如關於圖3所提及，當自加速度計取樣信號時，朝向一電流或電壓值中之變化之中點取樣信號可係有利的，且因此朝向各漣波之中點之取樣可 減少歸因於波動電壓及電流而引起之信號之雜訊。以此方式，將來自該馬達控制器電路之信號與加速度計處理組合可有助於改良接著將分析之該加速度資料之準確度。

圖5展示具有馬達20及馬達控制器3之一泵1之一圖式。馬達控制器3將控制信號傳輸至馬達20以控制真空泵之馬達之驅動。馬達控制器3具有用於產生馬達控制信號之控制電路17及用於將該電力提供給驅動馬達20之電力供應器15。在此實施例中，存在用於量測供應至該馬達之電流之一電流計16，且該電流計16將信號傳輸至處理電路7。安裝於真空泵筒上之加速度計5亦將信號傳輸至處理電路7，如同馬達控制器電路17將信號傳輸至處理電路7。處理電路7將處理此等所接收信號，以判定該真空泵之狀態。就此而言，處理電路7可包括比較電路9，比較電路9比較經監測信號之值與臨限值，且在達到臨限值之情況下，比較電路9將輸出一警告信號至警告指示器11及/或輸出12。在此實施例中，警告指示器11包括回應於警告信號而照明之警告燈。一綠光指示操作經偵測為令人滿意，及一橙光指示不久可需要維修，且一紅光指示不應操作泵。

處理電路7可以數種方式處理信號且可包含用於將信號自振幅對時間轉換成振幅對頻率之一頻率域轉換器。此允許判定在特定頻率下之加速度振幅之峰值且此等可指示真空泵內之特定故障。

例如，在已知轉子速度之情況下，在對應於此速度之一頻率下偵測之加速度可指示轉子之問題，而在對應於此速度之一因素之一頻率下的加速度可指示軸承磨損。此外，在已知轉子之角位置之情況下，與彼位置有關之加速度可指示一不平衡轉子。當使用平衡螺釘平衡轉子時、當使真空泵準備好以供使用時或作為需要維修之一指示器時，此可係有用的。

在泵最終測試期間，可與馬達控制器電路協調之一加速度計及處理電路之存在係尤其有用的且避免將測試電路暫時裝配至經建構及測試之每一泵之需求。經執行測試涉及執行一FFT(快速傅立葉變換)；輸入至使用一通過/失效包絡之臨限值比較電路9之結果指示泵是否適於使用。加速度計亦可用於維修前測試及維修後測試，其中(例如)現場軸承已經改變以檢查泵尚未被現場維修操作損壞，且轉子仍處於正確位置。

另外，在正常操作期間，可自在特定頻率下之加速度值之增加而判定泵狀態之任何劣化且可產生警告信號。例如，加速度值可用來自動地識別軸承何時需要改變或來提供其等將不久需要更換之一些早期警告系統。

另外或作為照明警告信號之一替代方案，亦可將在分析期間收集之信號發送至輸出12，其中信號可傳輸至操作者或客戶以有助於故障尋找。在存在真空泵操作之資料記錄之情況下，加速度計亦可提供其資料至板載資料記錄系統且此對記錄泵運行歷史可係有用的。此對識別泵之特定用途可已對泵造成損壞方面可係有利的。實際上，加速度計對偵測其中泵已被誤用之濫用事件可係有用的。

在一些實施例中，存在與圖5中之18展示之加速度計相關聯之一電池。此可用來供電給加速度計且在資料儲存器19中記錄當泵不操作且被斷電時所偵測之加速度事件。此在當泵在操作位置之間移動時尤其有用，以偵測在移動期間發生之可損壞泵之事件。應注意，儘管電池18及資料儲存器19經展示附接至圖5中之真空泵，然而電池18及資料儲存器19亦可安裝於馬達控制器3中且藉由導線連接至加速度計5。

圖6展示繪示藉由根據一實施例之一方法在馬達控制器內之處理電路處執行的步驟之一流程圖。在處理電路處自安裝於一泵上之一加速度計接 收資料且可操作以偵測歸因於泵之操作而引起之加速度。處理電路可操作以將所接收信號自時間域轉換成頻率域。處理電路接著比較在特定頻率下偵測之加速度之振幅與臨限值。在達到臨限值之位置，接著輸出一警告指示器。亦保留超過臨限值之事件之一記錄。

在一項實施例中，在不同頻率下之加速度之分析可用來提供關於泵之狀態及尤其轉子之接觸角及因此預負載的資訊。此在維修之後當預負載之改變可指示顯著葉輪溫度改變時尤其有用，其再次指示可能故障。

可與加速度計資料組合之馬達控制器資料之實例係旋轉頻率量測，旋轉頻率量測可用作為至最後平衡程序的一輸入。與來自加速度計振幅極點(accelerometer amplitude pole)之轉子位置極點(rotor position pole)有關之相位及振幅資料指示任何不平衡之角位置。在向下滑行或斜升期間的系統頻率回應之一標繪線亦可由處理電路產生且用來偵測在類似在最後測試及泵開發中之備用軸承接觸或轉子對撞之特定問題中之臨界速度。就此而言，提供備用軸承以限制驅動軸遠離其正常位置移動。

以上給出根據一實施例之一泵總成之使用的一些實例，尤其適用於渦輪分子泵，此係因為渦輪分子泵具有以在泵機構與馬達控制電子器件之間提供極緊密機械耦合之一方式裝配至泵的一驅動器。在渦輪分子泵應用中，如在圖1中，馬達控制電子器件及加速度計剛性安裝至泵。使用諸如乾式泵之其他泵之其他實施例可使用圖2之配置，其中馬達控制電子器件遠離泵安裝以保護其等免受振動。

由於處理電路已存在於馬達控制器內且由於使用MEMS裝置之低成本加速度計現可用，故將一加速度計及處理裝置裝配至此等泵總成成本極低且可提供許多額外資料，可使用現有串列通信通道傳輸資料至一使用者。

提供將所收集資料無線或經由一通信埠傳輸至一遠端位置之本發明之實施例提供一種偵測泵之操作之方式，其可有助於判定操作問題，諸如來自此遠端位置之泵之噪音。針對一泵之最常見抱怨之一者係其係嘈雜的，但在不具有一服務人員造訪或不具有返還泵之情況下，難以量化及驗證問題之規模。能夠自一加速度計遠端收集資料將提供此問題之大小之一有用指示。

此外，週期性泵需要軸承更換或其他服務，且難以預測預防性維護之正確間隔，此係因為此等間隔可隨客戶應用而顯著改變。監測加速度峰值之振幅及頻率可用來提供真正需要維護以及維護性質之警告。此可允許可安全延長服務間隔且可在軸承由於任何原因已更快速劣化之情況下提供早期警告。

雖然本文中已參考隨附圖式詳細地揭示本發明之闡釋性實施例，但是應瞭解，本發明不限於精確實施例且可在本發明中藉由熟習此項技術者實現各種改變及修改而不脫離如藉由隨附申請專利範圍及其等效物定義之本發明之範疇。

1:渦輪分子泵/真空泵

3:馬達控制器

5:加速度計

7:處理電路

9:比較電路

11:警告指示器

12:輸出

15:電力供應器

16:電流計

17:控制電路/馬達控制器電路

18:電池

19:資料儲存器

20:馬達

Claims (33)

1. 一種泵總成，其包括：一泵、一相關聯馬達控制器，及經安裝於該泵上之一加速度計；該馬達控制器經組態以控制經供應以驅動該泵之電力；及接收自該加速度計輸出之資料，該馬達控制器包括處理電路，該處理電路經組態以處理自該加速度計接收之該資料，以判定歸因於該泵操作而在該泵處經歷之加速度；該處理電路係可操作以結合馬達控制器資料來處理自該加速度計接收之資料，以便將由該泵操作產生之加速度資料與其他信號分離。
2. 如請求項1之泵總成，其中該處理電路經組態以使自該加速度計輸出之資料信號之取樣與至少一種類型之該馬達控制器資料同步。
3. 如請求項1之泵總成，其中該處理電路係可操作以使自該加速度計接收之該資料與該馬達控制器資料關聯。
4. 如請求項1之泵總成，其中該馬達控制器資料包括指示由該馬達控制器產生之馬達控制信號的馬達控制資料。
5. 如請求項1之泵總成，其中該馬達控制器包括至少一個感測器，該馬達控制器資料包括自該至少一個感測器接收之資料。
6. 如請求項5之泵總成，其中該至少一個感測器係用於感測驅動該泵之 電流輸出、驅動該泵之電壓輸出、溫度及電力中之至少一者。
7. 如請求項6之泵總成，其中該泵包括一轉子，且該至少一個感測器係用於感測轉子速度或轉子角位置。
8. 如請求項1之泵總成，其中該泵包括一轉子，且該處理電路係可操作以自該馬達控制器資料判定轉子角位置及轉子速度中之至少一者。
9. 如請求項7或8之泵總成，該處理電路係可操作以自該加速度計接收之該資料以及該轉子角位置資料及該轉子速度中之至少一者產生轉子狀態資料。
10. 如請求項1之泵總成，其中該處理電路經組態以將來自該加速度計之經取樣資料轉換成頻率域。
11. 如請求項1之泵總成，其中該處理電路包括比較電路，該比較電路用於比較由該加速度計輸出且由該處理電路處理之資料與至少一個臨限值，以產生至少一個警告信號。
12. 如請求項11之泵總成，進一步包括用於輸出警告指示之輸出電路，該輸出電路經組態以由該至少一個警告信號觸發。
13. 如請求項1之泵總成，該泵進一步包括用於向該加速度計提供電力之 一電源，該泵包括用於儲存自該加速度計接收之資料之一資料儲存器。
14. 如請求項1之泵總成，其中將該加速度計安裝於該泵上。
15. 如請求項14之泵總成，該馬達控制器係與該泵分離，且經組態以經由一有線連接及一無線連接中之至少一者，自該加速度計接收資料。
16. 如請求項1之泵總成，其中該泵包括一泵機構及一泵外殼，且將該馬達控制器安裝於剛性連接至該泵外殼之一外殼內，該加速度計係安裝於該馬達控制器外殼內。
17. 如請求項1之泵總成，其中該加速度計包括用於偵測至少一個軸上之加速度之一MEMS(微機電系統)裝置。
18. 如請求項1之泵總成，該泵包括一真空泵。
19. 如請求項18之泵總成，該真空泵包括一渦輪分子泵。
20. 如請求項18之泵總成，該真空泵包括一乾式泵。
21. 如請求項1之泵總成，該泵包括一壓縮器。
22. 如請求項1之泵總成，該泵包括一轉葉式泵。
23. 如請求項1之泵總成，其中該處理電路係可操作以自該經處理資料判定該泵之一狀態。
24. 一種分析自經安裝於一泵上之一加速度計接收之資料的方法，該方法包括：接收自該加速度計輸出之資料；自用於控制該泵之一驅動馬達之一馬達控制器接收馬達控制器資料；及結合該馬達控制器資料來處理該加速度資料，以判定歸因於該泵之操作而在該泵處經歷的加速度；其中接收自該加速度計輸出之資料之該步驟包括：取樣自該加速度計輸出之資料信號，該取樣係與至少一種類型之該馬達控制器資料同步。
25. 如請求項24之方法，其中處理該資料之該步驟包括：使自該加速度計接收之該資料與該馬達控制器資料關聯。
26. 如請求項24之方法，其中該馬達控制器資料包括指示由該馬達控制器產生之馬達控制信號的馬達控制器資料。
27. 如請求項24之方法， 其中該馬達控制器資料包括自至少一個感測器接收之資料。
28. 如請求項27之方法，其中該馬達控制器資料包括驅動該泵之電流輸出、驅動該泵之電壓輸出、溫度及電力中之至少一者。
29. 如請求項24之方法，其包括自該馬達控制器資料判定轉子角位置及轉子速度中之至少一者之一進一步步驟。
30. 如請求項29之方法，其包括自該加速度計接收之該資料以及該經判定轉子角位置資料及該轉子速度中之該至少一者產生轉子狀態資料之一進一步步驟。
31. 如請求項24之方法，進一步包括將該加速度計資料轉換成頻率域。
32. 如請求項24之方法，進一步包括一比較步驟，該比較步驟用於比較由該加速度計輸出且由處理電路處理之資料與至少一個臨限值；及回應於被達到之該至少一個臨限值，產生一警告信號。
33. 一種電腦程式，其在由一處理器執行時係可操作以控制該處理器以執行在根據請求項24至32中任一項之一方法中的步驟。

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