机器频谱数据压缩制造技术

数据压缩方法减少了通过网络传输的机器频谱数据的数量，同时保持了用于机器健康分析的谱峰的具体信息。数据压缩方法提供对各种类型的例如谱带参数的频谱参数的计算，而精度损失可忽略。失可忽略。失可忽略。

【技术实现步骤摘要】
机器频谱数据压缩


[0001]本专利技术涉及通过网络传输数据。更具体地，本专利技术涉及一种用于压缩机器频谱数据以通过网络传输的系统。

技术介绍

[0002]例如在制造设施中连续监控机器健康状况的机器监控装置经常遇到的一个问题是通过网络传输机器健康状况数据所需的带宽。这尤其与振动频谱数据相关，振动频谱数据通常包括用于每个振动频谱的大量标量值，诸如每个频谱的3200个、6400个、12800个或更多数据点。除了每个频谱的大量数据点之外，许多设施还安装了大量的无线振动监控装置(>1000)，无线振动监控装置中的每一个进一步增加了高网络带宽负载。在一些设施中，诸如HART和基金会现场总线等各种类型的网络的相对慢的速度进一步加剧了该问题。
[0003]带宽问题不限于通过网络将数据从各个振动监控装置传输到服务器上的数据存储设备。在振动分析器的服务器和个人计算机之间的局域网络上也遇到该问题。在大型制造设施中，通常有许多PC连接到服务器，每个PC需要同时传输大量的频谱数据，特别是在以实时连续模式查看频谱的情况下。
[0004]因此，需要一种压缩任何类型的频谱机器数据(标准振动、峰值、周期性等)的技术，以在信息损失非常有限的情况下减少通过网络传输的数据量。

技术实现思路

[0005]以上所述及其它需要通过数据压缩法来满足，该数据压缩法减少了通过网络传输的机器频谱数据的数量，同时保持了用于分析的谱峰的具体信息。另外，本文中所描述的数据压缩法提供对各种类型的频谱参数(例如谱带参数)的计算，而精度损失可忽略。
[0006]在一个方面中，本文中所描述的实施例针对一种计算机实现的方法，用于减少要通过通信网络传输的机器频谱数据的数量，同时保持用于分析机器频谱数据的谱峰的具体信息。该方法的优选实施例包括以下步骤：(a)感测机器的操作特性并使用附接到所述机器的传感器产生操作特性信号；(b)基于所述操作特性信号生成机器频谱数据，所述机器频谱数据包括指示所述机器的所述操作特性的幅值和相关的频率值；(c)识别所述机器频谱数据中的具有幅值大于未包括在N个被识别的谱峰中的所有谱峰的幅值的N个谱峰；(d)存储包括与在步骤(c)中识别的N个谱峰相关的N个幅值和N个频率值的压缩频谱数据集(e)通过所述通信网络传送所述压缩频谱数据集。
[0007]在一些实施中，所述方法包括：-计算第一RMS值，所述第一RMS值指示所述机器频谱数据中的具有相关频率值的所有幅值的均方根，所述相关频率值小于所述N个被识别的谱峰中的最低频率峰的频率值；
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计算N-1个第二RMS值，每一个第二RMS值指示所述机器频谱数据中的具有相关频率值的幅值的均方根，所述相关频率值落在与所述N个被识别的谱峰相关的频率值之间；-计算第三RMS值，所述第三RMS值指示所述机器频谱数据中的具有相关频率值的所有幅值的均方根，所述相关频率值大于所述N个被识别的谱峰中的最高频率峰的频率值；以及步骤(d)还包括存储包括所述第一RMS值、第二RMS值和第三RMS值的所述压缩频谱数据集。
[0008]在一些实施例中，所述方法包括从所述压缩频谱数据集计算谱带能量。
[0009]在一些实施例中，步骤(d)包括存储所述压缩频谱数据集，所述压缩频谱数据集包括指示所述机器频谱数据的最大频谱频率(Fmax)的值、指示所述机器频谱数据的线分辨率的数的值、以及指示所述机器频谱数据中的线分辨率之间的频率步长(比特宽度)的值。
[0010]在一些实施例中，所述方法包括：-识别与所述N个被识别的谱峰中的每一个相关的频谱边值，其中所述频谱边值包括在频率上邻近于与所述N个被识别的谱峰中的每一个相关的频率值的幅值；以及-步骤(d)还包括存储包括所述频谱边值的所述压缩频谱数据集。
[0011]在一些实施例中，所述方法包括：-计算第一RMS值，所述第一RMS值指示所述机器频谱数据中的具有相关频率值的不包括频谱边值的所有幅值的均方根，所述相关频率值小于所述N个被识别的谱峰中的最低频率峰的频率值；-计算N-1个第二RMS值，每一个第二RMS值指示所述机器频谱数据中的具有相关频率值的不包括频谱边值的幅值的均方根，所述相关频率值落在与所述N个被识别的谱峰相关的频率值之间；-计算第三RMS值，所述第三RMS值指示所述机器频谱数据中的具有相关频率值的不包括频谱边值的所有幅值的均方根，所述相关频率值大于所述N个被识别的谱峰中的最高频率峰的频率值；以及步骤(d)还包括存储包括所述第一RMS值、第二RMS值和第三RMS值的所述压缩频谱数据集。
[0012]在一些实施例中，所述传感器包括振动传感器，所述操作特性信号包括振动信号，并且所述机器频谱数据包括振动频谱。
[0013]在一些实施例中，步骤(e)包括以下一项或多项：将所述压缩频谱数据集从机器健康数据收集器传送到服务器计算机以及将所述压缩频谱数据集从所述服务器计算机传送到机器健康分析计算机中。
[0014]在一些实施例中，所述方法包括从所述压缩频谱数据集重构所述机器频谱数据，以在显示设备上绘制。
[0015]在另一方面，本文中所描述的实施例针对一种装置，用于减少要通过通信网络传输的机器振动频谱数据的数量，同时保持用于分析机器振动频谱数据的谱峰的具体信息。在一优选实施例中，所述装置包括振动传感器、振动监控装置、处理器和通信网络。振动传感器感测机器的振动并产生振动信号。振动监控装置接收所述振动信号并基于所述振动信号生成振动频谱数据。所述振动频谱数据包括指示所述机器的振动的幅值和相关的频率值。处理器识别所述振动频谱数据中的具有幅值大于未包括在N个被识别的谱峰中的所有
谱峰的幅值的N个谱峰。处理器生成包括与所述N个谱峰相关的N个幅值和N个频率值的压缩振动频谱。通信网络将所述压缩振动频谱传送到远程存储设备或机器健康分析计算机。
[0016]在一些实施例中，所述处理器：-计算第一RMS值，所述第一RMS值指示所述振动频谱数据中的具有相关频率值的所有幅值的均方根，所述相关频率值小于所述N个被识别的谱峰中的最低频率峰的频率值；-计算N-1个第二RMS值，每一个第二RMS值指示所述振动频谱数据中的具有相关频率值的幅值的均方根，所述相关频率值落在与所述N个被识别的谱峰相关的频率值之间；-计算第三RMS值，所述第三RMS值指示所述振动频谱数据中的具有相关频率值的所有幅值的均方根，所述相关频率值大于所述N个被识别的谱峰中的最高频率峰的频率值；以及-生成包括所述第一RMS值、第二RMS值和第三RMS值的所述压缩振动频谱。
[0017]在一些实施例中，所述处理器可操作用于从所述压缩振动频谱计算谱带能量。
[0018]在一些实施例中，所述处理器生成所述压缩振动频谱，所述压缩振动频谱包括指示所述振动频谱数据的最大谱频率的值、指示所述振动频谱数据的线分辨率的数的值、以及指示所述振动频谱数据中的线分辨率之间的频率步长的值。
[0019]在一些实施例中，所述处理器：-识别与所述N个被识别的谱峰中的每一个相关的频谱边值，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种计算机实现的方法，用于减少要通过通信网络传输的机器频谱数据的数量，同时保持用于分析机器频谱数据的谱峰的具体信息，包括：(a)感测机器的操作特性并使用附接到所述机器的传感器产生操作特性信号；(b)基于所述操作特性信号生成机器频谱数据，所述机器频谱数据包括指示所述机器的所述操作特性的幅值和相关的频率值；(c)识别所述机器频谱数据中的具有幅值大于未包括在N个被识别的谱峰中的所有谱峰的幅值的N个谱峰；(d)存储包括与在步骤(c)中识别的N个谱峰相关的N个幅值和N个频率值的压缩频谱数据集；以及(e)通过所述通信网络传送所述压缩频谱数据集。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：-计算第一RMS值，所述第一RMS值指示所述机器频谱数据中的具有相关频率值的所有幅值的均方根，所述相关频率值小于所述N个被识别的谱峰中的最低频率峰的频率值；-计算N-1个第二RMS值，每一个第二RMS值指示所述机器频谱数据中的具有相关频率值的幅值的均方根，所述相关频率值落在与所述N个被识别的谱峰相关的频率值之间；-计算第三RMS值，所述第三RMS值指示所述机器频谱数据中的具有相关频率值的所有幅值的均方根，所述相关频率值大于所述N个被识别的谱峰中的最高频率峰的频率值；以及步骤(d)还包括存储包括所述第一RMS值、第二RMS值和第三RMS值的所述压缩频谱数据集。3.根据权利要求2所述的方法，还包括从所述压缩频谱数据集计算谱带能量。4.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(d)还包括存储所述压缩频谱数据集，所述压缩频谱数据集包括指示所述机器频谱数据的最大频谱频率的值、指示所述机器频谱数据的线分辨率的数的值、以及指示所述机器频谱数据中的线分辨率之间的频率步长的值。5.根据权利要求1所述的方法，还包括：-识别与所述N个被识别的谱峰中的每一个相关的频谱边值，其中所述频谱边值包括在频率上邻近于与所述N个被识别的谱峰中的每一个相关的频率值的幅值；以及-步骤(d)还包括存储包括所述频谱边值的所述压缩频谱数据集。6.根据权利要求5所述的方法，还包括：-计算第一RMS值，所述第一RMS值指示所述机器频谱数据中的具有相关频率值的不包括频谱边值的所有幅值的均方根，所述相关频率值小于所述N个被识别的谱峰中的最低频率峰的频率值；-计算N-1个第二RMS值，每一个第二RMS值指示所述机器频谱数据中的具有相关频率值的不包括频谱边值的幅值的均方根，所述相关频率值落在与所述N个被识别的谱峰相关的频率值之间；-计算第三RMS值，所述第三RMS值指示所述机器频谱数据中的具有相关频率值的不包括频谱边值的所有幅值的均方根，所述相关频率值大于所述N个被识别的谱峰中的最高频率峰的频率值；以及步骤(d)还包括存储包括所述第一RMS值、第二RMS值和第三RMS值的所述压缩频谱数据集。

【专利技术属性】
技术研发人员：安东尼，
申请(专利权)人：计算系统有限公司，
类型：发明
国别省市：