【導讀】tansuojiyuyadiantaocidechuanganqiheshouchishishujushoujigongjuzaiyongyujiyuzhuangtaideyucexingweihushideyoushihejuxianxing，yijiwanquanjichenghekekaodezhendongchuanganqideyoushi。

tansuojiyuyadiantaocidechuanganqiheshouchishishujushoujigongjuzaiyongyujiyuzhuangtaideyucexingweihushideyoushihejuxianxing
，yijiwanquanjichenghekekaodezhendongchuanganqideyoushi。

精密工業過程越來越依賴於電機和相關機械的高效和一致運行。機械中的不平衡
、缺陷、peijiansongdongheqitayichangtongchanghuizhuanhuaweizhendong
，ranhoushijingdusunshiyijianquanwenti。ruguobujiayijiejue
，chulexingnengheanquanwentiwai，ruguoshebeixuyaolixianweixiu，shengchanlisunshijiangbukebimian。

基ji於yu狀zhuang態tai的de預yu測ce性xing維wei護hu是shi避bi免mian生sheng產chan力li損sun失shi的de已yi知zhi且qie經jing過guo驗yan證zheng的de方fang法fa
，但dan這zhe種zhong方fang法fa的de價jia值zhi與yu其qi複fu雜za性xing相xiang匹pi配pei。現xian有you方fang法fa存cun在zai局ju限xian性xing，特te別bie是shi在zai分fen析xi振zhen動dong數shu據ju（無論如何收集）和隔離誤差源時。

xianyoudeshujushoujifangfabaokuoanzhuangzaijiqishangdejiandanyadianchuanganqiheshouchishishujushoujigongju。zhexiefangfayouxuduojuxianxing


，tebieshiyukeyiqianrujiqishanghuojiqizhongbingzizhuxingdongdewanzhengjiancehefenxixitongdelixiangjiejuefanganxiangbi。benwenjiangjinyibutantaozhexiejuxianxingyijiyulixiangdebijiao。

測量的可重複性

手持式振動探頭具有一些實現優勢
，例如不需要對終端設備進行任何修改，並且鑒於其大（磚）chicun，tamenxiangduigaodujicheng，yunxuzugoudechulihecunchu。raner，yigezhuyaodexianzhishiceliangdekezhongfuxing。tantouweizhihuojiaodudeweixiaochayihuichanshengbuyizhidezhendongquxian，shishijianbijiaobuzhunque。yinci，weihujishurenyuanmianlindewentishi，guanchadaoderenhezhendongpianyishiyouyujiqineibudeshijibianhua，haishijinjinshiceliangjishudebianhua。lixiangqingkuangxia，chuanganqijijincouyoujicheng，zuyiyunxuzhijieheyongjiuqianruganxingqudeshebeizhong。

測量時間表

shouchishitantoufangfadelingyigexianzhishiquefaduimafandezhendongpianyideshishitongzhi。daduoshujiyuyadiantaocidechuanganqiyeshiruci，zhexiechuanganqitongchangchuyufeichangdidejichengdu（在某些情況下僅為傳感器），數據傳輸到其他地方以供以後分析。這些設備需要外部幹預
，因此為錯過事件/班次提供了機會。另一方麵
，自主傳感器處理係統包括傳感器
、分析、存儲和報警功能，並且仍然足夠小，可以嵌入，提供最快的振動偏移通知，以及顯示基於時間的趨勢的最佳能力。

了解數據

隻有采用頻域分析，才能實現嵌入式傳感器實時通知的理想（如前所述）。任何給定的設備通常具有多個振動源，例如軸承缺陷、bupinghenghechilunniehe，yijishejilaiyuan，liruzuantouhuojixieyalijizaiqizhengchangyunxingguochengzhongchanshengzhendong。duishebeijinxingjiyushijiandefenxihuichanshengfuzadeboxing
，jiangduogeyuanzuhezaiyiqi
，zaiFFT分析之前提供很少的可識別信息。大多數基於壓電陶瓷的傳感器解決方案依賴於FFT的外部計算和分析。這不僅消除了實時通知的可能性
，而且還給設備開發人員帶來了巨大的額外設計負擔。通過在傳感器上嵌入FFT分(fen)析(xi)，可(ke)以(yi)立(li)即(ji)將(jiang)振(zhen)動(dong)偏(pian)移(yi)隔(ge)離(li)到(dao)特(te)定(ding)來(lai)源(yuan)。鑒(jian)於(yu)完(wan)全(quan)集(ji)成(cheng)和(he)自(zi)主(zhu)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)完(wan)整(zheng)性(xing)和(he)簡(jian)單(dan)性(xing)
，這(zhe)種(zhong)完(wan)全(quan)集(ji)成(cheng)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)元(yuan)件(jian)還(hai)可(ke)以(yi)將(jiang)設(she)備(bei)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)的(de)開(kai)發(fa)時(shi)間(jian)縮(suo)短(duan) 6 到 12 個月。

訪問數據

嵌入式FFT分fen析xi假jia設she模mo擬ni傳chuan感gan器qi數shu據ju已yi經jing過guo調tiao理li並bing轉zhuan換huan為wei數shu字zi數shu據ju，因yin此ci數shu據ju傳chuan輸shu大da大da簡jian化hua。事shi實shi上shang，目mu前qian使shi用yong的de大da多duo數shu振zhen動dong傳chuan感gan器qi解jie決jue方fang案an都dou是shi模mo擬ni輸shu出chu，導dao致zhi傳chuan輸shu過guo程cheng中zhong信xin號hao衰shuai減jian，更geng不bu用yong說shuo已yi經jing討tao論lun過guo的de離li線xian數shu據ju分fen析xi的de複fu雜za性xing。鑒jian於yu大da多duo數shu需xu要yao振zhen動dong監jian測ce的de工gong業ye設she備bei往wang往wang存cun在zai於yu嘈cao雜za、移動、難nan以yi接jie近jin甚shen至zhi危wei險xian的de環huan境jing中zhong，人ren們men強qiang烈lie希xi望wang不bu僅jin要yao降jiang低di接jie口kou布bu線xian的de複fu雜za性xing，還hai要yao在zai源yuan頭tou執zhi行xing盡jin可ke能neng多duo的de數shu據ju分fen析xi，以yi盡jin可ke能neng準zhun確que地di捕bu獲huo設she備bei振zhen動dong的de表biao示shi。

多少數據

xuduoxianyoudechuanganqijiejuefangandoushidanzhouyadianchuanganqi。zhexieyadianchuanganqibutigongfangxiangxingxinxi，yincixianzhileduishebeizhendongquxiandelijie。quefafangxiangxingyiweizhexuyaofeichangdizaoshengdechuanganqi，zheyehuiyingxiangchengben。jiyusanzhouMEMS的傳感器的可用性
，如果每個軸的精度對齊，可以顯著提高隔離振動源的能力
，同時可能降低成本。

探測點

傳感器的放置位置問題至關重要，但高度依賴於設備類型


、環(huan)境(jing)甚(shen)至(zhi)設(she)備(bei)的(de)生(sheng)命(ming)周(zhou)期(qi)。由(you)於(yu)現(xian)有(you)的(de)高(gao)成(cheng)本(ben)傳(chuan)感(gan)器(qi)元(yuan)件(jian)將(jiang)探(tan)測(ce)點(dian)的(de)數(shu)量(liang)限(xian)製(zhi)在(zai)幾(ji)個(ge)或(huo)一(yi)個(ge)，因(yin)此(ci)放(fang)置(zhi)更(geng)加(jia)關(guan)鍵(jian)。這(zhe)意(yi)味(wei)著(zhe)要(yao)麼(me)需(xu)要(yao)大(da)量(liang)的(de)前(qian)期(qi)開(kai)發(fa)時(shi)間(jian)
，要(yao)麼(me)通(tong)過(guo)實(shi)驗(yan)確(que)定(ding)最(zui)佳(jia)放(fang)置(zhi)，要(yao)麼(me)在(zai)大(da)多(duo)數(shu)情(qing)況(kuang)下(xia)會(hui)導(dao)致(zhi)要(yao)捕(bu)獲(huo)的(de)數(shu)據(ju)的(de)數(shu)量(liang)和(he)質(zhi)量(liang)有(you)所(suo)妥(tuo)協(xie)。以(yi)現(xian)有(you)成(cheng)本(ben)的(de)一(yi)小(xiao)部(bu)分(fen)存(cun)在(zai)更(geng)完(wan)全(quan)集(ji)成(cheng)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)探(tan)頭(tou)，可(ke)以(yi)允(yun)許(xu)每(mei)個(ge)係(xi)統(tong)放(fang)置(zhi)多(duo)個(ge)探(tan)頭(tou)，減(jian)少(shao)前(qian)期(qi)開(kai)發(fa)時(shi)間(jian)/成本
，或者隻是更少和更便宜的傳感器。

設備生命周期轉變

無(wu)論(lun)采(cai)用(yong)何(he)種(zhong)技(ji)術(shu)，傳(chuan)感(gan)器(qi)元(yuan)件(jian)都(dou)是(shi)一(yi)個(ge)重(zhong)要(yao)的(de)考(kao)慮(lv)因(yin)素(su)
，但(dan)通(tong)常(chang)更(geng)關(guan)鍵(jian)的(de)是(shi)傳(chuan)感(gan)器(qi)信(xin)號(hao)調(tiao)理(li)和(he)處(chu)理(li)。信(xin)號(hao)調(tiao)理(li)和(he)處(chu)理(li)不(bu)僅(jin)特(te)定(ding)於(yu)獨(du)特(te)的(de)設(she)備(bei)，而(er)且(qie)特(te)定(ding)於(yu)設(she)備(bei)的(de)生(sheng)命(ming)周(zhou)期(qi)。這(zhe)轉(zhuan)化(hua)為(wei)傳(chuan)感(gan)器(qi)設(she)計(ji)中(zhong)的(de)幾(ji)個(ge)重(zhong)要(yao)考(kao)慮(lv)因(yin)素(su)。早(zao)期(qi)的(de)模(mo)數(shu)轉(zhuan)換(huan)（即，在傳感器頭

，而不是在設備外）允許在係統內配置/調整。理想的傳感器將提供一個簡單的可編程接口
，通過快速基線數據捕獲、過濾操作
、警(jing)報(bao)編(bian)程(cheng)和(he)不(bu)同(tong)傳(chuan)感(gan)器(qi)位(wei)置(zhi)的(de)實(shi)驗(yan)來(lai)簡(jian)化(hua)設(she)備(bei)設(she)置(zhi)。對(dui)於(yu)現(xian)有(you)的(de)簡(jian)單(dan)傳(chuan)感(gan)器(qi)
，隻(zhi)要(yao)它(ta)們(men)可(ke)在(zai)設(she)備(bei)設(she)置(zhi)中(zhong)配(pei)置(zhi)，仍(reng)然(ran)必(bi)須(xu)在(zai)傳(chuan)感(gan)器(qi)設(she)置(zhi)中(zhong)做(zuo)出(chu)一(yi)些(xie)妥(tuo)協(xie)，以(yi)適(shi)應(ying)設(she)備(bei)生(sheng)命(ming)周(zhou)期(qi)內(nei)維(wei)護(hu)問(wen)題(ti)的(de)變(bian)化(hua)。例(li)如(ru)
，傳(chuan)感(gan)器(qi)是(shi)否(fou)應(ying)配(pei)置(zhi)為(wei)設(she)備(bei)故(gu)障(zhang)可(ke)能(neng)性(xing)較(jiao)小(xiao)的(de)早(zao)期(qi)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)，還(hai)是(shi)在(zai)故(gu)障(zhang)不(bu)僅(jin)可(ke)能(neng)而(er)且(qie)可(ke)能(neng)更(geng)有(you)害(hai)時(shi)配(pei)置(zhi)為(wei)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)結(jie)束(shu)？首(shou)選(xuan)方(fang)法(fa)是(shi)係(xi)統(tong)內(nei)可(ke)編(bian)程(cheng)傳(chuan)感(gan)器(qi)，它(ta)允(yun)許(xu)對(dui)生(sheng)命(ming)周(zhou)期(qi)中(zhong)的(de)變(bian)化(hua)進(jin)行(xing)配(pei)置(zhi)。例(li)如(ru)，在(zai)早(zao)期(qi)生(sheng)命(ming)期(qi)間(jian)不(bu)經(jing)常(chang)監(jian)測(ce)最(zui)低(di)功(gong)耗(hao);一旦觀察到偏移（警告閾值），則重新配置為頻繁（用戶編程周期）監控;除了對用戶編程的報警閾值進行連續監控和中斷驅動通知外。

識別變化/趨勢

之(zhi)前(qian)關(guan)於(yu)使(shi)傳(chuan)感(gan)器(qi)適(shi)應(ying)設(she)備(bei)生(sheng)命(ming)周(zhou)期(qi)變(bian)化(hua)的(de)討(tao)論(lun)在(zai)某(mou)種(zhong)程(cheng)度(du)上(shang)取(qu)決(jue)於(yu)對(dui)基(ji)線(xian)設(she)備(bei)響(xiang)應(ying)的(de)了(le)解(jie)。即(ji)使(shi)是(shi)簡(jian)單(dan)的(de)模(mo)擬(ni)傳(chuan)感(gan)器(qi)也(ye)可(ke)以(yi)做(zuo)到(dao)這(zhe)一(yi)點(dian)，假(jia)設(she)操(cao)作(zuo)員(yuan)進(jin)行(xing)測(ce)量(liang)，進(jin)行(xing)離(li)線(xian)分(fen)析(xi)，並(bing)將(jiang)這(zhe)些(xie)數(shu)據(ju)離(li)線(xian)存(cun)儲(chu)
，並(bing)正(zheng)確(que)標(biao)記(ji)到(dao)特(te)定(ding)設(she)備(bei)和(he)探(tan)頭(tou)位(wei)置(zhi)。一(yi)種(zhong)首(shou)選(xuan)且(qie)不(bu)易(yi)出(chu)錯(cuo)的(de)方(fang)法(fa)將(jiang)允(yun)許(xu)在(zai)傳(chuan)感(gan)器(qi)頭(tou)存(cun)儲(chu)基(ji)線(xian)FFT，從cong而er消xiao除chu任ren何he錯cuo放fang數shu據ju的de可ke能neng性xing。基ji線xian數shu據ju還hai有you助zhu於yu建jian立li報bao警jing級ji別bie
，理li想xiang情qing況kuang下xia，該gai級ji別bie將jiang直zhi接jie在zai傳chuan感gan器qi上shang進jin行xing編bian程cheng，因yin此ci在zai檢jian測ce到dao警jing告gao或huo故gu障zhang條tiao件jian的de任ren何he後hou續xu數shu據ju分fen析xi/捕獲中
，可以生成實時中斷。

文檔/可追溯性

zaichuchangshezhizhong，shidangdezhendongfenxichengxukeyitongguoshouchishitantouhuoqianrushichuanganqijianceshushishenzhishubaigeweizhi。zaigeidingdeshebeishengmingzhouqinei
，zhekenenghuichanshengbuhuoshuqiantiaojiludexuqiu。yucexingweihujihuadewanzhengxingqujueyuyuchuanganqishoujidiandeweizhiheshijiandezhengqueyingshe。weilehuodezuidifengxianhezuiyoujiazhideshuju，chuleqianrushicunchuwai
，chuanganqihaiyingjuyouweiyidexuliehaoheweishujutianjiashijianchuodenengli。

可靠性

前麵的討論重點介紹了改進現有基於傳感器的振動監測方法的方法，以實現預測性維護。但是，如果傳感器出現故障（性能偏移），而不是設備，該怎麼辦？或者，如果使用完全自主的傳感器（如理想情況所述）進jin行xing操cao作zuo，我wo們men對dui傳chuan感gan器qi繼ji續xu工gong作zuo的de信xin心xin有you多duo大da
？對dui於yu許xu多duo現xian有you的de傳chuan感gan器qi，例li如ru基ji於yu壓ya電dian陶tao瓷ci的de傳chuan感gan器qi
，這zhe些xie情qing況kuang存cun在zai嚴yan重zhong的de限xian製zhi，因yin為wei簡jian單dan的de壓ya電dian傳chuan感gan器qi無wu法fa提ti供gong係xi統tong內nei自zi檢jian。人ren們men總zong是shi對dui隨sui時shi間jian記ji錄lu的de數shu據ju的de一yi致zhi性xing缺que乏fa信xin心xin
，在zai報bao廢fei關guan鍵jian監jian控kong階jie段duan，實shi時shi故gu障zhang通tong知zhi對dui時shi間jian和he成cheng本ben至zhi關guan重zhong要yao

，並bing且qie可ke能neng是shi一yi個ge重zhong大da的de安an全quan問wen題ti，因yin此ci總zong是shi擔dan心xin傳chuan感gan器qi可ke能neng無wu法fa正zheng常chang工gong作zuo。高gao置zhi信xin度du預yu測ce性xing維wei護hu計ji劃hua的de一yi個ge基ji本ben要yao求qiu是shi能neng夠gou遠yuan程cheng自zi檢jian傳chuan感gan器qi。幸xing運yun的de是shi，這zhe可ke以yi通tong過guo一yi些xie基ji於yuMEMS的傳感器來實現。嵌入式數字自檢功能將縮小可靠振動監測係統的最後差距。

ADI公司的ADIS16227是完全自主頻域振動監測器的一個例子，能夠解決前麵討論的所有十個關鍵問題。ADIS16227具有嵌入式頻域處理、512點實值FFT和he板ban載zai存cun儲chu功gong能neng，能neng夠gou識shi別bie和he分fen類lei各ge個ge振zhen動dong源yuan，監jian控kong其qi隨sui時shi間jian的de變bian化hua
，並bing對dui可ke編bian程cheng閾yu值zhi電dian平ping做zuo出chu反fan應ying。該gai器qi件jian提ti供gong可ke配pei置zhi的de頻pin譜pu報bao警jing頻pin段duan和he窗chuang口kou選xuan項xiang
，允yun許xu通tong過guo配pei置zhi6個頻段（警報1（警告閾值）和警報2（故障閾值）來分析全頻譜，以便更早
、更準確地檢測問題。其核心是基於MEMS的三軸寬帶寬（22 kHz諧振）傳感器，具有可配置的采樣率（高達100 kHz）和平均/抽取選項，可以更準確地評估微小的振動曲線變化。MEMS傳感器提供數字自檢模式，為功能和數據完整性提供持續的信心。其緊湊的 15 mm 立li方fang體ti配pei置zhi完wan全quan嵌qian入ru且qie可ke編bian程cheng
，可ke以yi放fang置zhi在zai靠kao近jin振zhen動dong源yuan的de位wei置zhi，並bing以yi可ke重zhong複fu的de方fang式shi早zao期qi檢jian測ce小xiao信xin號hao。這zhe避bi免mian了le由you於yu使shi用yong手shou持chi設she備bei進jin行xing測ce量liang時shi的de位wei置zhi/耦合差異而導致的數據差異。

引yin入ru完wan全quan集ji成cheng且qie可ke靠kao的de振zhen動dong傳chuan感gan器qi，具ju有you自zi主zhu和he可ke配pei置zhi操cao作zuo的de能neng力li，使shi預yu測ce性xing維wei護hu計ji劃hua開kai發fa人ren員yuan能neng夠gou顯xian著zhe提ti高gao數shu據ju收shou集ji過guo程cheng的de質zhi量liang和he完wan整zheng性xing，而er不bu受shou過guo去qu振zhen動dong分fen析xi方fang法fa的de限xian製zhi和he妥tuo協xie。憑ping借jie高gao集ji成cheng度du和he簡jian化hua的de可ke編bian程cheng接jie口kou
，這zhe些xie新xin型xing傳chuan感gan器qi可ke以yi更geng輕qing鬆song地di采cai用yong振zhen動dong傳chuan感gan
，而er以yi前qian僅jin限xian於yu少shao數shu具ju有you數shu十shi年nian機ji器qi振zhen動dong分fen析xi經jing驗yan的de高gao技ji能neng技ji術shu人ren員yuan。

(來源：中電網，作者：Bob Scannell）

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