检测振动机的状态参数和操作参数的移动装置、配备有该装置的振动机和检测振动机的操作参数和状态参数的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于检测振动机(1)的状态参数和操作参数的移动装置，所述装置包括传感器单元(26'，26”，26”')和连接至传感器单元(26'，26”，26”')的评估单元(29)，由传感器单元(26'，26”，26”')检测到的测量数据被无线地传输至评估单元(29)，并且各传感器单元(26'，26”，26”')均配备有彼此正交地定向的至少三个加速度传感器以及用于处理由所述传感器单元(26'，26”，26”')检测到的测量数据的集成电路。根据本发明专利技术，至少四个传感器单元(26'，26”，26”')形成传感器网络，传感器单元(26'，26”，26”')在不确定的定向/方向的情况下以彼此隔开一定距离的方式可拆卸地紧固至振动机(1)。此外，传感器单元(26'，26”，26”')中的至少三个加速度传感器限定了局部坐标系X1、Y1、Z1，在传感器单元(26'，26”，26”')中检测到的局部测量数据基于该坐标系的空间轴线；各传感器单元(26'，26”，26”')均包括用于检测局部坐标系X1、Y1、Z1在空间中的定向/方向的重力传感器；并且评估单元(29)包括用于在考虑重力传感器的测量数据的情况下将局部测量数据转换成上级统一坐标系X0、Y0、Z0的设备。

The moving device for detecting the state parameters and operation parameters of the vibrator, the vibrator equipped with the device and the method for detecting the operation parameters and state parameters of the vibrator

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】检测振动机的状态参数和操作参数的移动装置、配备有该装置的振动机和检测振动机的操作参数和状态参数的方法
本专利技术涉及一种根据技术方案1限定的用于检测振动机的状态参数和操作参数的移动装置，此外，涉及一种配备有根据技术方案13的装置的振动机以及一种根据技术方案14的用于检测振动机的操作参数和状态参数的方法。
技术介绍
前述类型的振动机已知为例如振动筛、振动输送机、振动干燥器等，以及诸如驰张筛网(flip-flowscreens)等的内层激励筛网(lining-excitedscreens)。它们尤其用于连续准备散装料，并且特征在于如下的操作模式：在该操作模式中，执行功能所需的结构组成部件会受到预定的振动，通过其对散装料的作用而获得所需的处理结果。例如，振动筛的筛网内层布置成处于连续的振动运动中，这引起并增强了筛分操作。在驰张筛网中，通过交替压缩和张紧筛网内层来进行筛分操作。通过施加定向的振动运动，可以在有或没有同时进行筛分操作的情况下输送散装货物。振动机的应用领域从筛分颗粒状散装料到输送和筛分矿石、煤炭、贵金属和贱金属。后者需要相应的大型且坚固的机器设计。由于它们的动态操作模式，振动机承受着连续的振动负载，这与增加的磨损并存，并因此缩短了机器零件和机器组成部件的使用寿命。与散装料直接接触的组成部件以及它们的轴承和驱动组成部件因此特别受影响。为了防止由于组成部件的故障而引起的振动机完全损坏、以及因此导致的生产过程中断，在操作过程中应密切监控振动机。目的是在预定的时间间隔内检测和评估振动机的状态参数和操作参数，以能够及早检测出组成部件和/或零件的未决故障，并在必要时及时采取对策。在这方面从WO2015/117750A1中已知一种经过验证的装置。其中说明了一种振动机，该振动机包括柔性支撑的振动体和作用在该振动体上的激励器。沿空间轴线以及绕着空间轴线设置有具有用于检测激励器的加速度的惯性传感器的装置，用于监控振动机的振动行为。假设将振动机视为刚体，则借助于评估单元从测量值中获得与振动频率、振动幅度和振动形式有关的发现，并在此基础上得出关于振动机的状态的结论。
技术实现思路
在这种背景下，本专利技术的目的是通过对振动机的振动行为进行有区别的检测来获得对振动机状态的优选的进一步指示。另一个目的是简化和缩短测量操作。这些目的通过具有技术方案1的特征的装置、具有技术方案13的特征的振动机以及具有技术方案14的特征的方法来实现。由技术方案得出有利的具体实施方式。与在分析振动行为时基于振动机的刚体行为的现有技术不同，本专利技术的基本构思是在整个振动机的所有相关区域中对振动行为进行局部区分检测。为此，形成传感器网络的至少四个传感器单元紧固在振动机上的适合位置，并通过无线电连接到评估单元。在测量操作中，在各传感器单元中关于由特定传感器单元或其加速度传感器限定的局部坐标系X1、Y1、Z1测量状态参数和操作参数，传输到评估单元并在评估单元处被转换成更高级别的统一坐标系X0、Y0、Z0。有关转换所需的空间中各个传感器单元的定向的信息是由机器操作期间设定的振动平面的位置以及传感器单元的重力传感器的倾斜度测量得出的。然后，基于转换后的测量数据进行评估，从中推导出状态参数和操作参数，诸如振动频率、振动幅度和振动角度。这首先产生的优点是，在安装根据本专利技术的移动装置期间，传感器单元可以以空间中的任何定向和相对于振动机的任何相对位置布置在振动机上。因此，可以以最大可能的自由度选择振动机上适合于紧固传感器单元的表面，并且在组装期间不必将传感器单元定向在预定的设定点位置。这显著简化了安装操作并且还缩短了安装时间。该优点尤其在例如用于重工业的大型振动机中有效，这是因为大型振动机安装有大量的传感器单元，这些传感器单元分布在整个振动机和每次使用时必须从一台振动机转移到另一台振动机的移动装置中，这导致了相应的安装复杂性。在这一方面，已经证明特别有利的是为传感器单元配备作为紧固器件的磁夹，通过将磁夹置于振动机上而无需任何另外的措施，这便于容易且快速地紧固传感器单元。通过消除测量处理用的在设定点位置的空间中定向传感器单元的需求，另一个优点显而易见。已经证明传感器单元的安装不当可能是测量错误的潜在原因，这是因为不适当地定向传感器单元损害测量结果的品质。借助于根据本专利技术的装置消除了该风险源，从而借助于根据本专利技术的装置获得的测量结果的特点在于始终如一的高精度。由于借助于各传感器单元确定了位置特定的测量值，因此不仅借助于根据本专利技术的装置可以整体上检测振动机的振动行为，而且还可以根据传感器单元的特定安装位置来区别地检测振动机的振动行为。通过适当地选择安装位置，可以以该方式确定诸如筛网内层、筛网框架、激励器、隔离框架等的各个机器组成部件的特定振动行为。在这一方面，筛网框架的四个角优选地代表适合的安装位置，在每个角可以布置一个传感器。如果使用更多的传感器单元，则可以例如在筛网框架的纵向边的中央附加地布置两个传感器，和/或可以在激励器横向构件的端部区域中布置两个传感器单元。然而，原则上，根据本专利技术的装置的操作者能够自由地选择传感器单元的数量和位置。本专利技术的一个特别优选的具体实施方式在所有传感器单元中提供时间同步的测量。为了使测量操作同步，产生启动信号并将其同时传输到所有的传感器单元。这优选在0.1ms的时间窗口内进行，最优选在0.05ms的时间窗口内进行。在本专利技术的一个有利的改进中，为此目的，优选地以IEE802.15.4标准从连接在评估单元和传感器单元之间的通信模块/网关中用无线电发送开始信号。考虑到相位相关性，测量过程的同步将在评估期间为对局部地分离的传感器单元的测量值进行比较开辟了可能性。不仅以这种方式确定振动频率、振动幅度和振动角度一致的程度，而且还检测振动机的左部和/或前部相对于右部和/或后部的相位偏移的振动是否发生。结果，获得关于在机器操作期间振动机的自变形和本征模式(eigenmode)的出现的指示。根据本专利技术的一个优选的具体实施方式，在单个传感器单元中获得的测量数据被暂时存储在位于传感器单元中的数据存储器中，并且在测量操作结束时被传输给评估单元。这样做的优点是，可以在传输测量数据之前检查测量数据的合理性和完整性，即只有被认为正确的数据记录才能到达评估单元。为了在评估单元和传感器网络之间交换数据，本专利技术的一个优选的具体实施方式提供了一种路由器，其建立了传感器网络与评估单元之间的兼容性。以此方式，通常以lEEE802.11标准通信的商用计算机、膝上型计算机或平板型计算机可用作评估单元。在传感器单元使用与评估单元不同的数据传输标准的情况下，将协议转换器插入通信链中。路由器和/或协议转换器可以被集成到通信模块/网关中，这进一步增强了装置的紧凑性和机动性。在本专利技术的一个简单的具体实施方式中，可以将变换后和/或评估后的数据以字母数字形式输出为计算值。然而，与此相反，优选例如在评估单元的监视器或显示器上输出的振动机线框模型上使其可视化。可以以这种方式立即检测、定位和分析振动机的偏离振动行为。...

【技术保护点】
1.一种用于检测振动机(1)的状态参数和操作参数的移动装置，其包括传感器单元(26'，26”，26”')和连接至所述传感器单元(26'，26”，26”')的评估单元(29)，由所述传感器单元(26'，26”，26”')检测到的测量数据被无线地传输至所述评估单元(29)，并且各传感器单元(26'，26”，26”')均配备有彼此正交地定向的至少三个加速度传感器以及用于处理由所述传感器单元(26'，26”，26”')检测到的测量数据的集成电路，/n其特征在于，/n-至少四个传感器单元(26'，26”，26”')形成传感器网络，所述传感器单元(26'，26”，26”')在不确定的定向/方向的情况下以彼此隔开一定距离的方式可拆卸地紧固至所述振动机(1)；/n-传感器单元(26'，26”，26”')中的至少三个加速度传感器限定了局部坐标系X

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171010 DE 102017009373.31.一种用于检测振动机(1)的状态参数和操作参数的移动装置，其包括传感器单元(26'，26”，26”')和连接至所述传感器单元(26'，26”，26”')的评估单元(29)，由所述传感器单元(26'，26”，26”')检测到的测量数据被无线地传输至所述评估单元(29)，并且各传感器单元(26'，26”，26”')均配备有彼此正交地定向的至少三个加速度传感器以及用于处理由所述传感器单元(26'，26”，26”')检测到的测量数据的集成电路，
其特征在于，
-至少四个传感器单元(26'，26”，26”')形成传感器网络，所述传感器单元(26'，26”，26”')在不确定的定向/方向的情况下以彼此隔开一定距离的方式可拆卸地紧固至所述振动机(1)；
-传感器单元(26'，26”，26”')中的至少三个加速度传感器限定了局部坐标系X1、Y1、Z1，
-在传感器单元(26'，26”，26”')中检测到的局部测量数据与所述传感器单元的空间轴线有关；
-各传感器单元(26'，26”，26”')均包括用于检测所述局部坐标系X1、Y1、Z1在空间中的定向/方向的重力传感器；并且
-所述评估单元(29)包括用于在考虑所述重力传感器的测量数据的情况下将所述局部测量数据转换成上级统一坐标系X0、Y0、Z0的设备。


2.根据权利要求1所述的移动装置，其特征在于，所述传感器网络包括至少六个、优选地至少八个传感器单元(26'，26”，26”')。


3.根据权利要求1或2所述的移动装置，其特征在于，所述传感器网络包括用于协调来自和去向所述传感器单元(26'，26”，26”')的数据流的通信模块/网关(27)。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的移动装置，其特征在于，所述加速度传感器均被设计为微机电部件(MEMS)或压电部件。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的移动装置，其特征在于，所述移动装置包括用于使各个传感器单元(26'，26”，26”')中的测量操作在时间上同步的器件。


6.根据权利要求5所述的移动装置，其特征在于，在所有传感器单元(26'，26”，26”')中，用于所述测量操作的时间窗口具有最大0.1ms、优选地最大0.05ms的持续时间。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的移动装置，其特征在于，所述传感器单元(26'，26”，26”')均具有用于临时存储所述测量数据的数据存储器。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的移动装置，其特征在于，所述传感器单元(26'，26”，26”')均包括用于无线交换数据的无线电模块，所述无线电模块的无线电频率在400MHz与900MHz之间的范围内，或者在2.4GHz与6GHz之间的范围内。


9.根据权利要求1至8中任一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：扬·舍费尔，R·乔普斯基，维克托·雷森，D·波尔曼，H·迪特里希，
申请(专利权)人：申克普若赛斯欧洲有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE