采用以百分比模式的报警设备监视轴承的健康状况的方法

采用以百分比模式的报警设备监视轴承的健康状况的方法
【专利摘要】利用适于旋转机器(410)的机器状态指示传感器和监视设备(100)的旋转元件监视程序(700)。程序(700)监视旋转机器的旋转元件的至少一个运行特性。这些运行特性可包括速度(500)、加速度(500)、温度(600)等。程序(700)对于每个运行特性确立基线值(524,624)。警报阈值(530,630)通过预定的百分差(540)或预定的数量确定的增量(640)被确定。所述设备确立测量进度(740)，将所述设备保持在睡眠模式(740)并且根据频率脉动地进行状态调查。当接近或超过警报状态时频率增加(742)。所述设备(100)通过点亮警报指示灯(220,222,224)来指示警报状态。
【专利说明】采用以百分比模式的报警设备监视轴承的健康状况的方法

【技术领域】
[0001] 本公开总体涉及用于采用预置成百分比模式的报警设备监视轴承的健康状况的 方法。更特别地，本公开涉及用于采用预置成百分比模式的报警设备监视轴承的健康状况， 该设备具有检测温度、加速度和速度变化的传感器并且在检测到时显示警报状态。

【背景技术】
[0002] 轴承可被定义为将两个或更多个零件之间的相对运动限制成只有所需种类的运 动的各种机械元件的任一种。这通常允许并且促进围绕纵向轴线的自由旋转和/或抑制部 件在相对于轴承的法向方向上的任何线性运动。轴承可根据它们允许的运动和根据它们的 运行原理以及通过它们能处理的所施加载荷的方向被广泛地分类。
[0003] 轴承经受大量使用，造成各种轴承部件的磨损。随着时间推移，轴承上的磨损会导 致机械失效。机械失效可影响旋转运动和/或轴向线性约束。无法控制这些运动的任一种 都会对倚赖轴承的机械造成灾难性的故障。
[0004] 轴承可靠性和预期检修可能影响设备的运行和开机时间。轴承被用在很多应用 中，包括车辆、风力涡轮机、自动机械等。随着时间推移，轴承磨损。在运行时轴承失效会导 致设备以及可能周边区域的相当严重的损坏。轴承失效甚至会潜在地导致本应正当情况出 现的人员的伤害或伤亡。
[0005] 监视轴承的过程可以变化。大多数需要监视的机器位置偏远，为所提出的监视系 统供电是困难、昂贵的，并且会影响设备和监视系统的可靠性。
[0006] 数个项目可影响旋转机械的效率和可靠性。这些可包括污染物、磨损、热降解、校 准的变化、不平衡、振动等。
[0007] 轴承可靠性和预期维护可通过监视轴承得到改善。所期望的是指示即将或当前的 可靠性风险或运行故障的低成本、低功耗的旋转机器监视设备。


【发明内容】

[0008] 本发明指向监视设备和用于监视集成到旋转机器的一个或多个旋转部分中的元 件的状态的相应方法，其中监视设备通过对比基于与已确立的基线数据点的百分比差所计 算出的当前状态读取值和阈值监视一个或更多个功能并且确定潜在的或者当前的可靠性 以及运行利害关系。
[0009] 在本发明的第一方面，一种监视旋转机器的至少一个旋转部件的状态的方法，该 方法包括以下步骤：
[0010] 安装机器状态指示传感器和监视设备，所述设备包括：
[0011] 传感器壳体，其包括基部子组件和上部外罩，
[0012] 印刷电路组件，其限定运算电路，所述运算电路包括微处理器、数字存储器部件、 便携式电源、至少一个状态传感器以及指令组，其中所述指令组通过所述微处理器指导所 述电路的运算；
[0013] 得到相应旋转部件的至少一个运行特性的至少一个数据点以确定所述旋转机器 的至少一个运行特性的每一个的初始基线；
[0014] 将所述初始基线存储在所述存储器部件中；
[0015] 确立阈值，其中该阈值被计算为与相应基线的百分差；
[0016] 在所述旋转机器的运转期间监视相应旋转部件的每个相应的至少一个运行特 性；
[0017] 将所述相应旋转部件的每个相应的至少一个运行特性的当前得到的运行状态数 据与所述计算阈值进行对比来确定当前得到的状态是否是接近警报状态以及超过警报状 态的其中之一；以及
[0018] 基于所述当前得到的状态数据点和所述相应存储的基线数据值之间的所述对比 的所述输出，继续进行以下其中之一：
[0019] 在所述百分差小于所述计算阈值的条件下，所述机器状态指示传感器和监视设备 继续监视所述相应旋转部件的状态，以及
[0020] 在所述百分差大于所述计算阈值的条件下，所述机器状态指示传感器和监视设备 指示警报状态。
[0021] 在第二方面，所述至少一个运行特性选自运行特性组，该运行特性组包括所述相 应旋转部件的速度、加速度和温度。
[0022] 在另一方面，阈值根据以下公式用百分差计算：
[0023] 阈值=基线+(基线*预设因子），其中预设因子对应百分比。在一个实例中，预设 因子是2.0,代表200%。
[0024] 在又一方面，所述设备还包括至少一个发光二级管（LED)，其中LED指示警报状 态。
[0025] 在又一方面，所述设备还包括邻近编程接口。
[0026] 在又一方面，所述设备还包括磁性编程接口。
[0027] 在又一方面，所述设备还包括当警报状态被识别时用于指示的用户接口。
[0028] 在又一方面，所述用户接口包括至少一个发光二级管（LED)。
[0029] 在又一方面，所述用户接口包括至少一个多种颜色发光二极管（LED)。
[0030] 在又一方面，所述用户接口包括至少一个三色发光二极管（LED)。
[0031] 在又一方面，所述用户接口包括多个发光二极管（LED)，每个LED发出不同颜色。
[0032] 在又一方面，所述便携电源是电池。优选的电池是锂电池。
[0033] 在又一方面，所述设备的运行包括时间延迟，其中时间延迟引入数据采集点之间 的时间跨度。时间延迟减少了功耗。
[0034] 在又一方面，当设备确定所监控的设备在接近和超过警报状态的其中之一时，时 间延迟的时间跨度减少。
[0035] 在又一方面，在警报状态的初始识别时设备继续进行至少一个数据测量从而检验 机器处在警报状态。
[0036] 在又一方面，设备继续进行在预定时间周期范围内的一系列数据测量从而检验机 器处在警报状态。
[0037] 在又一方面，设备通过监视加速度确定旋转物体的速度。
[0038] 在又一方面，设备包括结合到基部部分的耦接特征。
[0039] 在又一方面，外罩和各个基部形成电子部件和环境元件之间的环境屏障。
[0040] 在又一方面，设备还包括在所监视的设备和至少一个集成的温度传感器之间的热 耦合。
[0041] 在又一方面，热耦合设置通过基部构件。
[0042] 在又一方面，所述设备还包括条形码或其他机器可读的标记。条形码可以位于所 述外罩的侧表面上、所述外罩的顶表面上或该设备的任何其他可接近的或可见的区域。 [0043] 在又一方面，设备能通过将量化的差加上基线值确定所计算的阈值。
[0044] 在另一方面，阈值根据以下公式利用量化的差计算。
[0045] 阈值=基线+预设的量化差
[0046] 在另一方面，设备可被编程以包括使用百分计算和量化差计算确定阈值的能力。
[0047] 在另一方面，设备可被编程以使用百分计算和量化差计算的其中之一选择性地操 作。
[0048] 本发明的一个优势在于能够用低成本、低功耗的设备监视旋转机器的旋转元件。 设备是自给的并且可以包括一个或更多个发光元件从而将状态传达给操作者。
[0049] 机器状态指示传感器和监视设备为监视非关键性的机器提供了经济的方案。机器 状态指示传感器和监视设备可被安装到通常处在恒定操作环境的机器中。机器状态指示传 感器和监视设备的输出提供简单清楚的指示器，其中警报状态通过发出指示光来识别。
[0050] 另一优势结合了用于调查旋转机器的旋转元件的一个或更多个状态的频率进度。 频率获得在预定时间间隔的旋转机器预定运行特性的读出值，将设备置于读出值之间的睡 眠模式。睡眠模式显著地减少了功耗，从而延长了电池寿命。
[0051] 另一优势是包括智能性。当旋转机器接近警报状态时设备会识别。随着旋转机 器的一个或更多个状态接近警报状态，设备能增加数据采集测量频率以保证尽快识别出警 报状态。设备包括改变数据采集测量频率的智能性，其中当设备检测到机器接近或超过警 报状态时频率增加。改变测量频率或睡眠模式的时间跨度的能力优化了监视过程和能源节 约。
[0052] 机器状态指示传感器和监视设备能监视速度、包络加速度、温度等从而确定机器 的整体健康状况，包括轴承退化、未对准、失平衡等。
[0053] 机器状态指示传感器和监视设备包括智能性以尽量减小或避免错误警报。机器状 态指示传感器和监视设备可被用于预期维护的警告。
[0054] 可通过邻近设备比如磁性读取键对设备进行编程。用于编程的邻近设备的利用保 证设备保持密封防止污染物或者暴露于环境的其它退化。
[0055] 通过参考以下说明书、权利要求和附图，本领域技术人员将进一步理解和认识本 发明的这些和其它特征、方面以及优势。

【专利附图】

【附图说明】
[0056] 为了更全面理解本发明的实质，应当参考附图，其中：
[0057] 图1表示根据本发明优选实施方式的有代表性的机器状态指示传感器、监视设备 以及相应磁性编码键的升高的等距视图；
[0058] 图2表示最初在图1中介绍的机器状态指示传感器和监视设备的底部侧视图；
[0059] 图3表示最初在图1中介绍的机器状态指示传感器和监视设备的升高的等距视 图，图例将主体移除从而展示其运行部件的细节；
[0060] 图4表示最初在图1中介绍的机器状态指示传感器和监视设备的局部横截面等距 视图；
[0061] 图5表示具有三阶缺陷的有代表性的内轴承滚道的局部平面视图；
[0062] 图6表不代表包括数个旋转机器的工业环境的有代表性的不意图，每个机器配置 为具有最初在图1中介绍的与其一体化的机器状态指示传感器和监视设备，其中图例展示 出有代表性的人工状态检查过程；
[0063] 图7表示代表百分比监视过程的有代表性的速度状态监视图表；
[0064] 图8表示代表绝对增量监视过程的有代表性的温度状态监视图表；
[0065] 图9表示描述有代表性的机器状态指示传感器和监视设备配置以及初始化过程 的百分比监视流程图的初始化部分；以及
[0066] 图10表示描述有代表性的机器状态指示传感器和监视设备运行数据采集过程、 数据分析过程以及警报判断步骤的百分比监视流程图的监视和警报部分。
[0067] 在附图的多个视图中，相似的附图标记自始至终指示相似的零件。

【具体实施方式】
[0068] 以下详述的说明本质上仅仅是示例性的并且不意图限定详述的实施方式或者应 用领域以及说明的实施方式的用途。本文使用的词语"示例性的"或者"说明性的"意味着 "用作示例、例子或者例证"。本文中描述为"示例性的"或者"说明性的"任何实施方式没有 必要被看做是比其他实施方式优选的或者有利的。以下描述的所有实施方式使得本领域的 技术人员能够制造或使用本公开文本的实施方式并且不意图限定本公开的由权利要求所 限定的范围。为了本文说明的目的，术语"上"、"下"、"左"、"后"、"右"、"前"、"垂直"、"水平" 以及这些术语的衍生语涉及如图1所示的发明。此外，不意图将本发明被出现在前述技术 领域、【背景技术】、
【发明内容】
或以下的详细说明的任何解释或暗示理论所约束。也应当理解在 附图中示出的和在一些的说明书中描述的特定的设备和处理仅仅是由所附权利要求限定 的发明理念的简单的示例性实施方式。因此，与本文公开的实施方式相关的特定尺寸和其 他物理特征不能被认为是限定性的，除非权利要求特别说明。
[0069] 在图1至图4中示出了示例性的机器状态指示传感器和监视设备100。机器状态 指示传感器和监视设备100可选地能够被称为机器状态指示器。机器状态指示传感器和监 视设备100被设计成被附连到旋转工业机械410 (图6)以监视旋转工业机械410的旋转构 件的状态。机器状态指示传感器和监视设备100包括传感器220、222、224以获得旋转构件 的状态数据。机器状态指示传感器和监视设备100能够被构造为使用转动构件的基线数据 集和当前状态数据集之间的百分差以确定旋转构件是否接近或正经历需要注意的有关状 态。可选地或者组合地，机器状态指示传感器和监视设备100能够构造为使用转动构件的 基线数据集和当前状态数据集之间的量化变量以确定旋转构件是否接近或正经历需要注 意的有关状态。用于机器状态指示传感器和监视设备100的典型应用包括电机、风扇、传送 器、泵、驱动轴、压缩机、齿轮传动装置等。
[0070] 机器状态指示传感器和监视设备100构造为具有外部结构以支承和保护保持在 其内腔中的操作的电气部件。外部结构另外地还包括用于将机器状态指示传感器和监视设 备100附连到旋转工业机械410或其他旋转元件上的安装接口。
[0071] 外部结构能够被分成传感设备外罩110和基部子组件120。传感设备外罩110被 制造为具有在基部附连端120和远端之间延伸的管状侧壁。传感设备外罩110的远端能够 以任何合理的方式被密封。有代表性的实施方式将环状顶部构件112-体组合到该设计 中，其中环状顶部构件112提供了围绕传感设备外罩110的远端开口的密封件。该构造增 强了机器状态指示传感器和监视设备100的制造过程。一系列报警指示器设置为附连到环 状顶部构件112的一个或多个发光二极管（LED) 230、232、234。传感设备外罩110可滑动地 装配在环状顶部构件112上，其中环状顶部构件112安装在围绕传感设备外罩110的远端 而设置的内部密封件（未示出）上。传感设备外罩110的侧壁、远端和附连端能够包括多 个特征中的任何一个以改进机器状态指示传感器和监视设备100的装配、外观等。
[0072] 基部子组件120被附连到传感设备外罩110的附连端。基部支承和密封特征128 被设置在基部子组件120的内表面上。基部子组件120可包含与传感设备外罩110的相应 端部接合的特征。PCB支承槽129能够形成为跨越所述基部支承和密封特征128,用于接收 和支承印刷电路组件（PCA) 200的。基部子组件120包括在基部子组件120和旋转工业机 械410之间创建环境障碍物的基部密封件122。基部密封件122能够包括凸起环状环形式 的基部密封环132。基部子组件120用于将机器状态指示传感器和监视设备100安装到旋 转工业机械410。基部密封件122包括基部密封元件124。基部密封元件124优选地由足 够支承螺纹通孔130的平面材料制成。螺纹通孔130优选地与基部子组件120的旋转轴轴 向对齐。基部密封环132能够一体组合为在旋转工业机械410和温度传感器220、222之间 提供热传递的部件。
[0073] 诸如螺纹通孔130的附连特征被一体组合到用于附连到旋转工业机械410的基部 子组件120中。在包含螺纹通孔130的实施方式中，应当理解螺纹通孔130能够提供为具 有任何适当的螺纹尺寸。通常，柱头螺栓穿过在旋转工业机械410上钻探出的出砂孔。螺 纹通孔130能够被可旋拧地附连到安装在旋转工业机械410上的柱头螺栓。可选地，通过 将带螺纹的柱头螺栓（未示出）插入到螺纹通孔130中，螺纹通孔130能够适于从凹性构 造至凸性构造。该安装能够使用任意类型的带螺纹的柱头螺栓，以使机器状态指示传感器 和监视设备100适于预设的带螺纹的接收件。基部子组件120包括用于辅助安装处理的安 装工具接口 125。示例性的安装工具接口 125包括以多个安装抓取面126的环状环的形式 设置，其中，安装抓取面126形成了用于安装和利用安装工具（未示出）紧固的六边形形状 (如在图2中示出的底部、基部视图所示）。应当理解，安装工具接口 125能够以适于与各 自的安装工具接合的任何构造来构型，诸如具有两个平行的安装抓取面126、矩形形状、星 形形状等。优选的基部子组件120由金属材料制成。金属材料提供适当的热传递、长期可 靠性、延展性等。
[0074] 螺纹通孔130提供用于将基部子组件120附连到旋转工业机械410的附连接口。 应当理解，本领域的技术人员可以设想到用于将机器状态指示传感器和监视设备100安装 到旋转工业机械410的许多其他潜在构造。应当理解，能够采用环氧基树脂或任何其他粘 合剂而将基部子组件120安装到旋转工业机械410。优选地，粘合剂可以是可传热的。
[0075] 当传感设备外罩110和基部子组件120被安装到彼此时，它们形成了用于保持和 保护印刷电路组件（PCA)200(图3和图4)的内部封闭式空间。能够使用任何已知的或创 造性的接口和/或用于将管状构件（传感设备外罩110为代表）附连到基部构件（基部子 组件120为代表）的安装过程来完成传感设备外罩110和基部子组件120之间的组装。这 可包括粘合剂、环氧树脂、带螺纹接口、压配接口、过盈配合接口、卡扣接口等。该组装能够 被认为永久性的，诸如胶粘连接，或者是可拆卸连接的，诸如螺纹接口、卡扣接口等。在诸如 侧壁（如图所示）或者顶面（由说明书可理解到）等的可接触到的位置处，具有设置在其 上的条形码标记142的条形码标签140能够被附连到传感设备外罩110。在可替代的实施 方式中，能够使用任何适当处理，包括印刷、激光蚀刻等，将条形码标签142直接施加到传 感设备外罩110上。优选地，条形码标签142是唯一的或合理地唯一的，能够将数据存入特 定的参考设备100。
[0076] 印刷电路组件（PCA) 200提供机器状态指示传感器和监视设备100的大多数操作 功能。印刷电路组件（PCA) 200包括一系列安装到印刷电路板（PCB) 202上的电子部件。印 刷电路板（PCB)202制造为具有称为线路的一套电导元件，该线路在由期望图案设置的附 连板之间的电通信中延伸。与多个部件结合的线路图案形成了一个或多个电路。该电路实 现机器状态指示传感器和监视设备100的期望功能。
[0077] 通过便携电源212向印刷电路组件（PCA) 200供电。便携电源212可以是任何适 当的电源，其中优选的便携电源是电池。示例性的便携电源212通过多根导线213而与印 刷电路板（PCB) 202机电通信，其中使用软钎焊处理而将多根导线213插入和附连到各自的 板上通孔260中。一个示例性的电池212是使用寿命长的锂电池。锂电池是使用锂金属或 锂化合物作为阳极的一次性电池（不可再充电的原电池组）。电池通常被密封在环氧基树 脂中。这样，不可能替换电池。电池212被选为向机器状态指示传感器和监视设备100的 正常操作供电至少3年。该电池寿命要视机器状态指示传感器和监视设备100遇到的单次 警报事件的情况而定。应当理解电池寿命随着报警探测的数量而成比例地降低。结果，在 探测到和指示两次报警数量的情况下，工作人员可估计电池寿命为两年，并且在探测到和 指示三次报警数量的情况下，工作人员可估计电池寿命为1年。机器状态指示传感器和监 视设备100在探测到一次报警情况之后必须被手动重置。因此，如果电池寿命允许，机器状 态指示传感器和监视设备100在需要替换之前最多可被重设三次。
[0078] 使用任何已知的包装形式因素和相应的装配过程可将微型处理器210安装到印 刷电路板（PCB) 202。数字存储器能够被一体组合到微型处理器210或者通过分离式部件 而提供。诸如晶体管218、带通过滤器214、调解器250、电阻器（未示出）、电容器（未示 出）、感应式电容器（未示出）等的电路支承部件按照需要能够被一体组合到印刷电路组件 (PCA) 200。通常地称为软件、固件或两者的指令集能够被编程到微型处理器210中。与微 型处理器210组合的指令集向机器状态指示传感器和监视设备100提供智能的、功能性的 和操作性的控制。
[0079] 经由一系列传感器220、222和224而获得数据。各个传感器220、222和224设置 成通过任何适当的导电接口而与印刷电路板（PCB)202电通信。优选的构造使用导线-通 孔接口 260或者表面安装组件接口而将一个或多个传感器220、222和224直接机电地组装 到印刷电路板（PCB) 202。可选地，应当理解一个或多个传感器220、222和224在远离印刷 电路板（PCB) 202的位置处能够机械地一体组合到机器状态指示传感器和监视设备100。在 远处定位构造中，电线能够提供传感器220、222和224和印刷电路板（PCB) 202之间的导电 接口。第一传感器220和/或第二传感器222能够感知轴承的速度、包络加速度和温度值 中的至少一个。第一传感器220和/或第二传感器222能够被密封收纳在由传感设备外罩 110和基部子组件120限定的内部空间中。结果，能够通过来自至少一个传感器220、222和 224中的一个或多个的输入和反馈来确定轴承或类似的旋转接口的健康状况。
[0080] 微型处理器210包括指令集以监视旋转接口的状况。指令集包括一系列步骤以确 定与确立的基准数据点的百分差从而识别警报状态。来自各个传感器220、222和224的数 据被传送到微型处理器210。微型处理器210监视来自各个传感器220、222和224的数据 从而确定监视操作特性的改变，诸如速度、加速度、温度等的改变。当微型处理器210识别 到潜在的警报状态时，微型处理器210继续监视旋转工业机械410的状态。当一系列先后 采集到的数据点位于计算阈值之上时，微型处理器210确定旋转工业机械410处于警报状 态。所述指令组能够包括修改用于调查旋转工业机械410的操作特性的频率的步骤。在识 别到旋转工业机械410的操作特性接近或者超过计算阈值的情况下，用于调查旋转工业机 械410的操作特性的频率将会增大。在图9和图10中示出的示例性百分比监视流程图700 描述了该过程的细节。结果，通过来自于至少一个传感器60中的一个的输入和反馈来确定 轴承的健康状况。
[0081] 在一个实施方式中，传感器220、222是监视温度和提供代表温度的数字输出的温 度传感器220、222。能够使用本领域的技术人员已知的任何温度监视过程来确定旋转工业 机械410的旋转部件的操作温度。在示例性实施方式中，传热电路板线路216能够被一体 组合在基部子组件120的热接触点和印刷电路板（PCB) 202之间，在轴承滚道310和各自的 传感器220、222之间提供热连通。传热电路板线路216由诸如铜的传热材料制成，其中，所 选择的材料具有显著地比由旋转工业机械410所产生的预期最高温度更高的熔融点。
[0082] 当温度传感器220、222识别到温度的足够改变时，机器状态指示传感器和监视设 备100转变为可疑的警报模式。在第一实施方式中，机器状态指示传感器和监视设备100 包括单个温度传感器220。在强化实施方式中，机器状态指示传感器和监视设备100包括用 于相关性、冗余和整体改善性能的至少两个传感器220、222。至少两个传感器220、222能够 监视诸如室温和机器操作温度等的两个或多个独立项的温度。
[0083] 传感器224优选地起包络加速度传感器（加速计）224的作用。当包络加速度传感 器（加速计）224识别到速度或加速度的足够改变时，机器状态指示传感器和监视设备100 转变为可疑的警报模式。经由包络加速度传感器（加速计）224或者与微型处理器210组合 而计算速度。表现为10-1000千赫兹的输出的速度范围位于正常传感范围内。900-3600rpm 和1-4G' s的包络加速度的范围也处于包络加速度传感器（加速计）224的范围之内。也 应当理解到来自于包络加速度传感器（加速计）224的数据能够用于确定由旋转工业机械 410的旋转元件产生的振动。
[0084] 多个部件能够集成到印刷电路组件（PCA) 200以改进数据采集过程。带通过滤器 214过滤信号和/或消除在操作环境中所发展的低频率结构机械振动信号。包含解调器250 解调和提高轴承缺陷频率的频谱。结果，带通过滤器214和解调器250用于提高包络加速 度传感器（加速计）224的频率响应。
[0085] 印刷电路组件（PCA) 200的监视过程识别警报状态或事件。在警报状态识别和确 认时，机器状态指示传感器和监视设备100需要包括一个特征从而将此状态通知给操作者 440(图6)。能够由任何适当的报警特征来提供该通信。一个或多个报警指示器被集成到 印刷电路组件（PCA)200。因为能量消耗是关注的，优选的报警特征是发光设备，诸如发光 二极管（一般地称为LED)。有代表性的实施方式包括三个报警指不器，包括第一发光二极 管230、第二发光二极管232和第三发光二极管234。在示例性实施方式中，三个报警指示 器230、232、234中的每一个发出独一无二的光，包括红、黄和绿。三个报警指示器230、232、 234中的每一个被环状顶部构件112支承。报警指示器230、232、234能够被插入到环状顶 部构件112中或者被安装到环状顶部构件112的外表面。电接口在各个报警指示器230、 232、234和印刷电路板（PCB) 202之间提供电通信。各个示例性的报警指示器230、232、234 通过多个LED导线236而被组装到印刷电路板（PCB) 202。
[0086] 在可替代的实施方式中，报警指示器能够使用一个或多个三色或多色发光二极管 (LED)。发光的颜色将取决于施加到相应LED220、222、224上的电压。电压将相应LED220、 222、224的发光指定为特定的发光波长，包括红、绿或半透明。一般地，至少一个三色LED用 于发出红光或绿光。然而，用在本发明中的LED也被构造为发出透明光。在此情况下，LED 被激发成发出红光和绿光。同时发出红光和绿光的最终效果是产生黄色的照明光。
[0087] 通过本领域的技术人员已知的任何方法可提供免受环境影响的保护。传感设备外 罩110、环状顶部构件112和基部子组件120的组合提供了保护印刷电路组件（PCA) 200的 环境屏蔽件。机器状态指示传感器和监视设备1〇〇的设计能够包括可选的密封特征以将 印刷电路组件（PCA) 200与环境隔离开来。在一个实施方式中，LED密封件238能够被组装 成围绕报警指示器230、232、234中的每一个，在各个报警指示器230、232、234和穿过环状 顶部构件112的相应开口之间创建环境密封件。在一个可替代的实施方式中，透镜（未示 出）能够被一体组合到机器状态指示传感器和监视设备100中，其中，透镜覆盖报警指示器 230、232、234。
[0088] 通过磁性编码键150能够完成对机器状态指示传感器和监视设备100的编程。磁 性编码键150使用键磁性接口 154而无线地与印刷电路组件（PCA) 200的磁性读取设备240 交互作用。磁性编码键150优选地包括被模制到键磁性接口 154上的键抓取件152。机器状 态指示传感器和监视设备100与磁性编码键150同步。至少一个指示器230、232、234中的 一个发光从而指示磁性键已经被读取。在有代表性的实施方式中，相应的指示器230、232、 234在诸如10秒的预定的时间段中发出闪烁的红光。
[0089] 当磁性编码键150被定位在机器状态指示传感器和监视设备100附近时，机器状 态指示传感器和监视设备100变成被激活。在激活之后，机器状态指示传感器和监视设备 100启动自检程序以核实适当的功能。在成功地完成自检程序之后，至少一个指示器230、 232、234中的一个发光从而指示自检程序成功。在有代表性的实施方式中，相应的指示器 230、232、234在诸如10秒的预定的时间段中发出稳定的绿光以指示成功完成了自检程序。 假如自检程序在至少一个步骤中失败，那么至少一个指示器230、232、234中的一个发光从 而指示自检程序没有成功地完成所有的自检程序步骤。在示例性实施方式中，相应的指示 器230、232、234在诸如10秒的预定的时间段中发出稳定的或者闪烁的黄光以指示自检程 序失败。
[0090] 机器状态指示传感器和监视设备100被编程以在24小时时间端内激活预定的次 数，从而确定工业机械是否处于运转中。机器状态指示传感器和监视设备1〇〇的现场编程 将会包括指令以每天激活8次（每三小时一次）。通过制造商、分销商或者终端用户可修改 机器状态指示传感器和监视设备100的周期时间从而满足客户的需求。在激活之后，至少 一个传感器开始估计工业旋转机器的速度、包络加速度和当前温度水平中的至少一个。
[0091] 当机器估值满足预设的最小阈值时，设备转变到警报模式。机器状态指示传感器 和监视设备100能够转变到报警校验模式，其中传感器220、222和224重新测量或重新采 集数据以校验旋转工业机械410正显现出警报状态。机器状态指示传感器和监视设备100 通过使得点亮报警指示器220、222、224中的至少一个而指示警报状态。优选地，在校验警 报状态的情况下，点亮红色指示器。一旦确定和校验了警报状态，机器状态指示传感器和监 视设备100能够修改睡眠模式。在一个实施方式中，机器状态指不传感器和监视设备100 能够修改该睡眠模式，从而将设备100置于报警指示器230、232、234的点亮之间的睡眠模 式中。机器状态指示传感器和监视设备100可选地能够停止监视旋转工业机械410,同时发 出警报状态警告。机器状态指示传感器和监视设备100在由操作者440知晓时可重启监视 过程。在可替代的实施方式中，在识别到警报状态时，机器状态指示传感器和监视设备100 的睡眠模式被修改以增加数据查询的频率。
[0092] 在机器状态指示传感器和监视设备100确定在旋转工业机械410的操作参数的采 样期间获取的数据低于最小报警阈值的情况下，机器状态指示传感器和监视设备100返回 到睡眠模式。机器状态指示传感器和监视设备100保持在睡眠模式中，节约能量，直到睡眠 循环结束，其中机器状态指示传感器和监视设备100启动以重复机器状态采样过程。
[0093] 如图5所示的滚子轴承300的3级轴承缺陷330最终能够导致灾难性故障。机器 状态指示传感器和监视设备1〇〇在灾难性故障之前能够用于检测滚子轴承300的3级轴 承缺陷330。图5示出了具有内表面320和3级侧带（sidebanding)缺陷330的轴承滚道 310。在3级故障中，轴承缺陷频率水平增加，并且它们的谐波出现在频谱上。随着磨损持 续发生，侧带关于故障频率而增加并且能够清楚地被视为安装共振区域中的水平和谐波的 增大。包络加速度传感器（加速计）224能够用于确定谐波、速度的改变，异常的振动等从 而检测滚子轴承300的3级轴承缺陷330。
[0094] 在图6中示出了有代表性的操作环境400。有代表性的操作环境400包括一系列 四个旋转工业机械410。机器状态指示传感器和监视设备100被一体组合到各个旋转工业 机械410。各个机器状态指示传感器和监视设备100具有与相应旋转工业机械410相关的 唯一的识别器。各个旋转工业机械410限定了检测点412、414、416、418，其中各个检测点与 相应的机器状态指示传感器和监视设备100和旋转工业机械410的组合相关。检测点412、 414、416、418能够被称为第一检测点412、第二检测点414、第三检测点416和第四检测点 418。检测点412、414、416、418优选地沿着预定路线420以数值顺序设置。虽然示例性的 操作环境400包括四个旋转工业机械410,但是应当理解操作环境400能够包括任何数量的 旋转工业机械410,其中检测点419代表任何数量的旋转工业机械410。
[0095] 操作者400使用检查设备450以沿着预定路线420行进并且记录来自各个检查设 备450的数据。检查设备450包括条形码读取器或者其他的机器可读标记读取器，该读取 器能够扫描各个机器状态指示传感器和监视设备100的各个条形码标记142。操作者400 能够将附加信息输入到数据记录装置，诸如由相应机器状态指示传感器和监视设备100所 指示的各个旋转工业机械410的状态。通过保证操作者执行检查并记录各个旋转工业机械 410的状态，操作者驱动的可靠性过程可保证多个机器状态指示传感器和监视设备100中 的每个已经被操作者400检查。
[0096] 机器状态指示传感器和监视设备100能够被编程，以使用来自基线的百分比来监 视旋转工业机械410的改变。在图7中示出的示例性的速度监视图表500展现了机器状态 指示传感器和监视设备100确定警报状态的方式。最初，速度监视图表500的参考元素包 括沿水平基本轴线取向的时间轴510和沿着垂直基准轴线取向的速度轴512。在图标514 中展现出了数据的附注。相应的图表记录单位为毫米/秒（_/秒）的速度并且在记录数 据点的时间段内记录数据。
[0097] 在有代表性的实施方式中，包络加速度传感器（加速计）224测量和记录旋转工业 机械410的旋转元件的速度。机器状态指示传感器和监视设备100在已知的可接受状态期 间读取多个初始数据点520,从而确定基线524。通常地，用于速度的数据点比7mm/s更大， 同时用于包络加速度的数据点比4gE更大，并且用于温度的数据点比50°C更大。
[0098] 连接各个相邻的成对监视数据点520而绘制出监视数据点趋势线522。监视数据 点趋势线522展现出了旋转工业机械410的速度状态趋势的图示。一旦确立了基线524,微 型处理器210就确定旋转工业机械410的操作的可接受极限。通过使用预设百分差540方 程式来确定旋转工业机械410的操作的可接受极限。预定的百分比增量（delta)530被展 现在速度监视图表500中，其中预定的百分比增量530代表旋转工业机械410的操作的可 接受极限。
[0099] 可替代地，旋转工业机械410的操作的可接受极限能够展现为一系列预定百分比 增量参考点532。在一个示例中，预设百分差540可以是基线参考值的200%。机器状态指 示传感器和监视设备100继续测量旋转工业机械410的期望的操作状态并且记录相应的监 视数据点520。微型处理器210监视记录的监视数据点520以确定趋势线是否正接近预定 的百分比增量530或者数据点是否已超过预定的基线百分比增量530。随着旋转工业机械 410的旋转元件的测量速度接近预定的百分比增量530,机器状态指示传感器和监视设备 100能够增加测量的频率从而检验旋转工业机械410的操作状态是否正处于警报状态中。 通过在警报状态534范围内识别到的数据点范围内的数量增加的监视数据点520,在示例 性的图表中来说明该频率的增加。在速度超过预定的百分比增量530的情况下（由警报状 态过渡数据点538来标识），机器状态指示传感器和监视设备100确定并且然后检验旋转工 业机械410已经进入到了警报状态534,并且机器状态指示传感器和监视设备100转换到警 报状态。通过测量在预定的时间段中或者预定数量的重复数据点处测量旋转工业机械410 的后续操作状态参数能够完成该检验。机器状态指示传感器和监视设备1〇〇将会通过点亮 相应的发光二极管230、232、234来指示报警。优选的输出可以是稳定的或闪烁的红光。机 器状态指示传感器和监视设备100另外能够确定超过可接受范围536的值。机器状态指示 传感器和监视设备100能够修改发光二极管230、232、234的输出信号从而基于超过可接受 范围536的值的值来指示报警的严重程度。应当理解，机器状态指示传感器和监视设备100 能够识别旋转工业机械410的操作参数正接近预定的百分比增量530的状态并且因此通过 点亮相应的发光二极管230、232、234发出黄光来指示该状态。
[0100] 机器状态指示传感器和监视设备100可被编程从而使用来自基线的量化增量来 监视旋转工业机械410的改变。图8中示出的有代表性的温度监视图表600表明了机器状 态指示传感器和监视设备100通过使用量化的增量来确定警报状态的方式。最初，温度监 视图表600的参考元素包括沿着水平基本轴线定向的时间轴线610和沿着垂直基准轴线定 向的温度轴线612。图例文字614表示对于数据的标注。相应图表记录了摄氏温度并且记 录了对照数据点被记录下来的时间段上的数据。
[0101] 在有代表性的实施方式中，温度传感器220、222测量并且记录旋转工业机械410 的温度。机器状态指示传感器和监视设备100在已知的可接受的条件下读取数个初始数据 点620以确定基线624。连接各个相邻的成对监视数据点620而绘制出监视数据点趋势线 622。监视的数据点趋势线622表示旋转工业机械410的温度状况趋势的图形展现。一旦 基线624确立，微处理器210就确定旋转工业机械410的运行可接受极限。旋转工业机械 410的运行可接受极限通过利用预设的百分差640的公式确定。预定的量化的百分差630 在温度监视图表600中表示，其中所述预定的百分差630代表旋转工业机械410的运行可 接受极限。可替代地，旋转工业机械410的运行可接受极限可表示为一系列预定的量化的 增量参考点632。在一个实例中，预设的百分差640比基线参考值624大80 %。机器状态指 示传感器和监视设备100继续测量旋转工业机械410的所需的运行状况并且记录相应的监 视数据点620。微处理器210监视所记录的监视数据点620以确定趋势是否正接近预定的 量化的百分差630或数据点是否已经超过预定的基线百分比增量630。随着旋转工业机械 410的测量温度接近预定量化的百分差630,机器状态指示传感器和监视设备100可增加测 量频率以便检验旋转工业机械的运行状态是否正处于警报状态。这通过在警报状态634中 识别的数据点的范围内的监视数据点620的增加的数量，在有代表性的图表中表示出。在 温度超过预定量化的百分差630的条件下，（通过警报状态过渡数据点638识别），机器状 态指示传感器和监视设备100确定并且随后检验旋转工业机械410已经进入警报状态634 并且机器状态指示传感器和监视设备100过渡到报警状态。检验可通过在预定时间段或在 预定数量的重复数据点范围内测量旋转工业机械410随后的运行状态参数完成。机器状态 指示传感器和监视设备100会通过点亮相应的发光二级管230、232、234来指示警报。优选 的输出是稳定的或闪烁的红光。机器状态指示传感器和监视设备100可另外确定超出可接 受范围636的数值。机器状态指示传感器和监视设备100可更改发光二级管230、232、234 的输出信号从而基于超出可接受范围636的值的值来指示警报的严重程度。应当理解的 是，机器状态指示传感器和监视设备100可识别旋转工业机械410的运行参数正接近预定 量化的百分差630的状态并且因此通过点亮相应的发光二极管230、232、234发出黄光来识 别该状态。
[0102] 机器状态指示传感器和监视设备100的运行流程在图9中所示的百分比监视流程 图700的初始化部分表示并且在图10中继续表示为百分比监视流程图702的监视和警报 部分。该过程通过将机器状态传感器和监视设备100安装或附连到旋转工业机械410就位 从而能够监视旋转工业机械410的旋转元件（方框710)。机器状态指示传感器和监视设备 100的安装可用螺纹安装过程、结合附连过程等完成。一旦安装，通过将磁性编码键150的 键磁性接口 154与机器状态指示传感器和监视设备100的磁性读取设备240接合，机器状 态指示传感器和监视设备100配置运行。键磁性接口 154与磁性读取设备240通信从而相 应地对微处理器210编程（方框712)。编程过程根据所需参数配置机器状态指示传感器和 监视设备100,包括设定机器状态指示传感器和监视设备100为百分比监视模式、百分比限 制、可选的量化增量极限、测量周期的频率等（方框714)。一旦配置，机器状态指示传感器 和监视设备100执行自测循环（方框716)。在机器状态指示传感器和监视设备100已经 成功完成自测和初始化的条件下，机器状态指示传感器和监视设备100通过点亮绿灯220、 222、224来指示自测成功完成。在机器状态指示传感器和监视设备100已经未完成该自测 的至少一个步骤的条件下，机器状态指示传感器和监视设备100通过点亮黄灯或红灯220、 222、224来指示自测失败（未示出）。机器状态指示传感器和监视设备100确定旋转工业机 械410当前处在运行状态（方框720)。一旦机器状态指示传感器和监视设备100确定旋转 工业机械410是运行的，那么机器状态指示传感器和监视设备100测量并且记录各种监视 参数的初始数据点（方框722)。各种监视参数可包括一个或更多个温度、速度、加速度等。 初始数据点用于确立基线（方框724)。可接受的极限用预设的参数计算，优选地用百分比 限制或可替代地用量化增量限制。机器状态指示传感器和监视设备100在预定的时间周期 执行睡眠模式（方框726)。睡眠模式可以是可编程的并且在识别到准许对于测量频率的修 改的相应条件时睡眠模式可被自动更改。达到睡眠周期尽头时，机器状态指示传感器和监 视设备100激发并且检查旋转工业机械410的运行状态。机器状态指示传感器和监视设备 100确定旋转工业机械410是否处在运行模式（判定方框728)。在机器状态指示传感器和 监视设备100确定旋转工业机械410不在运行模式的情况下，机器状态指示传感器和监视 设备100返回到睡眠模式（方框726)。在机器状态指示传感器和监视设备100确定旋转工 业机械410当前处在运行模式的情况下，机器状态指示传感器和监视设备100检查、测量和 记录关于旋转工业机械410各种监视参数的数据点（方框730)。应当注意的是，延续方框 704设置用于确立图9中所示的百分比监视流程图700的初始化部分和图10中所示的百分 比监视流程图702的监视和警报部分之间的延续性。微处理器210将所测的和所记录的当 前数据点与预设的极限对比以确定旋转工业机械410是否正接近或当前被认为呈现警报 状态（方框732)。在机器状态指示传感器和监视设备100确定当前所测的数据点处在可接 受范围内的情况下，机器状态指示传感器和监视设备100返回到延长睡眠模式（方框740)。 延长睡眠模式（方框740)可与原睡眠模式具有相同的频率（方框726)，或者机器状态指示 传感器和监视设备100可更改睡眠模式以降低频率，从而延长检查之间的时间。在机器状 态指示传感器和监视设备100确定当前所测的数据点正接近或已经超过可接受范围的情 况下，机器状态指示传感器和监视设备100前进到缩减睡眠模式（方框742)。缩减睡眠模 式（方框742)增加测量的频率，从而减少检查之间的时间。机器状态指示传感器和监视设 备100以增加的频率继续监视各种预定参数的状态从而确定旋转工业机械410是否正接近 或已经进入警报状态（方框750)。在每一连续的测量以后，机器状态指示传感器和监视设 备100确定数据是否将旋转工业机械410置于警报状态，其中所测参数在预设的参数之外 (方框760)。在机器状态指示传感器和监视设备100确定大部分最近所测的数据在可接受 极限内的情况下，机器状态指示传感器和监视设备100返回到延长睡眠模式（方框740)。 在机器状态指示传感器和监视设备100确定大部分最近所测的数值超过可接受极限的情 况下，机器状态指示传感器和监视设备100重复测量过程以检验旋转工业机械410被证实 处在警报状态（方框762)。应当注意的是，处在警报状态的把握也可通过水平或量化的数 值确定，其中所述状态超过预定的阈值水平。增量越大，警报状态的把握越大。在实际警报 状态确认时，机器状态指示传感器和监视设备100转换成报警模式，点亮警报状态报警器。 机器状态指示传感器和监视设备100会使点亮发光二级管230、232、234的其中一个。优选 的点亮是发出稳定或闪烁模式的红光。可以按照变成次序点亮以识别特定的警报状态。应 当理解的是，机器状态指示传感器和监视设备100可点亮发光二极管230、232、234的其中 一个以在正常运行期间发出绿光来指示机器状态指示传感器和监视设备100是运行的。可 替代地，机器状态指示传感器和监视设备100可点亮发光二级管230、232、234的其中一个 以在测量循环期间发出绿光来指示机器状态指示传感器和监视设备100是运行的，而机器 状态指示传感器和监视设备1〇〇会使发光二极管230、232、234在整个睡眠模式始终维持休 止配置。
[0103] 虽然该过程可利用百分比计算警报指示阈值530、630,但应当理解的是阈值可用 量化的增量计算出。量化的增量可被添加到已确立的基线值524、624。
[0104] 警报输出可被编码，其中编码可以任何合适的格式提供给操作者440。
[0105] 警报输出可呈现绿光，指示事件的可接受状态或确认。
[0106] 内部警报可通过发出黄光而被识别。
[0107] 包络加速度警报可通过单一旋转次序的红光的发出而被识别。
[0108] 速度警报可通过两倍旋转次序的红光的发出而被识别。
[0109] 温度警报可通过三倍旋转次序的红光的发出而被识别。
[0110] 由于可以对本发明所述的优选实施方式进行很多细节上的修改、变化和改变，所 以所希望的是，以上说明书中的以及附图所示的所有内容被解释成是示例性的而非限制性 的。因此，本发明的范围应由所附权利要求及其法律等价物来确定。
【权利要求】
1. 一种监视旋转机器的至少一个旋转部件的状态的方法，该方法包括以下步骤： 将机器状态指示传感器和监视设备（100)安装到旋转机器（410)上（方框710)，所述 设备（100)包括： 传感器壳体，其包括基部子组件（120)和上部外罩（110)， 印刷电路组件（200)，其包括装配到限定运算电路的印刷电路板（202)的部件，所述 部件包括微处理器（210)、数字存储器部件（210)、便携式电源（212)、至少一个状态传感器 (220, 222, 224)以及指令组（内嵌在210中），其中所述指令组通过所述微处理器（210)指 导所述电路的运算； 得到相应旋转部件的至少一个运行特性的至少一个数据点以确定所述旋转机器（410) 的至少一个运行特性的每一个的初始基线（方框722); 确立阈值，其中该阈值被计算为与相应基线的百分差； 将所述初始基线（524, 624)存储在所述存储器部件（210)中（方框724); 在所述旋转机器（410)的运转期间监视所述旋转部件的每个相应的至少一个运行特 性（方框730); 将所述相应旋转部件的每个所述相应的至少一个运行特性的当前得到的运行状态数 据点与所述计算阈值（524, 624)进行对比来确定当前得到的状态是否是接近警报状态以 及超过警报状态的其中之一（判定方框732);以及 基于所述当前得到的状态数据点和所述相应存储的基线数据值之间的所述对比的所 述输出，继续进行以下其中之一： 在所述百分差小于所述计算阈值的条件下，所述机器状态指示传感器和监视设备继续 监视所述相应旋转部件的状态，以及 在所述百分差大于所述计算阈值的条件下，所述机器状态指示传感器和监视设备指示 警报状态。
2. 根据权利要求1所述的监视旋转机器的至少一个旋转部件的状态的方法，该方法包 括以下步骤： 当所述机器状态指示传感器和监视设备指示警报状态时，点亮照明元件（方框770)。
3. 根据权利要求1所述的监视旋转机器的至少一个旋转部件的状态的方法，该方法还 包括以下步骤： 在警报状态的初始识别时，重复在所述旋转机器（410)运转期间得到所述相应旋转部 件的所述至少一个运行状态参数的所述步骤以证实所述警报状态（方框762)，并且在具有 超过所述计算阈值的值的连续数据点的识别时，确立所述警报状态并且接着激活警报指示 器。
4. 根据权利要求1所述的监视旋转机器的至少一个旋转部件的状态的方法，所述方法 还包括以下步骤： 使用无线通信过程对所述微处理器（210)进行编程（方框712)。
5. 根据权利要求4所述的监视旋转机器的至少一个旋转部件的状态的方法，其中通 过使用磁性读取键（150)和相应的磁性读取设备（240)来完成所述无线通信过程（方框 712)。
6. 根据权利要求1所述的监视旋转机器的至少一个旋转部件的状态的方法，所述方法 还包括以下步骤： 在所述旋转机器（410)运行期间根据数据查询频率监视所述相应旋转部件的所述速 度、所述加速度和所述温度的所述至少其中之一，其中所述频率包括每个按序的数据查询 之间的睡眠模式，其中所述睡眠模式将所述运算电路置于休眠、低功耗配置。
7. 根据权利要求6所述的监视旋转机器的至少一个旋转部件的状态的方法，所述方法 还包括以下步骤： 当所述运算电路接近警报状态以及超过所述警报状态时增加所述的数据查询频率。
8. -种监视旋转机器的至少一个旋转部件的状态的方法，该方法包括以下步骤： 将机器状态指示传感器和监视设备（100)安装到旋转机器（410)上（方框710)，所述 设备（100)包括： 传感器壳体，其包括基部子组件（120)和上部外罩（110)， 印刷电路组件（200)，其包括装配到限定运算电路的印刷电路板（202)的部件，所述 部件包括微处理器（210)、数字存储器部件（210)、便携式电源（212)、至少一个状态传感器 (220, 222, 224)以及指令组（内嵌在210中），其中所述指令组通过所述微处理器（210)指 导所述电路的运算； 得到相应旋转部件的至少一个运行特性的至少一个数据点以确定所述旋转机器（410) 的相应旋转部件的速度（524)、加速度（524)和温度（624)中的至少一个的初始基线（方框 722)； 将所述初始基线（524, 624)存储在所述存储器部件（210)中（方框724); 确立阈值，其中该阈值被计算为与相应基线的百分差； 在所述旋转机器（410)的运转期间监视所述相应旋转部件的所述速度、所述加速度和 所述温度中的所述至少一个（方框730); 将所述相应旋转部件的所述速度、所述加速度和所述温度中的所述至少一个的当前得 到的状态数据与用于所述相应旋转部件的所述速度、所述加速度和所述温度中的所述至少 一个的每个的所述计算阈值（530, 630)进行对比来确定所述当前得到的状态是否是接近 所述警报状态以及超过所述警报状态的其中之一（判定方框732);以及 基于所述当前得到的状态数据和所述相应存储的基线数据之间的所述对比的所述输 出，继续进行以下其中之一： 在所述百分差小于所述计算阈值的条件下，所述机器状态指示传感器和监视设备继续 监视所述相应旋转部件的状态，以及 在所述百分差大于所述计算阈值的条件下，所述机器状态指示传感器和监视设备指示 警报状态。
9. 根据权利要求8所述的监视旋转机器的至少一个旋转部件的状态的方法，该方法包 括以下步骤： 当所述机器状态指示传感器和监视设备指示警报状态时，点亮照明元件（方框770)。
10. 根据权利要求8所述的监视旋转机器的至少一个旋转部件的状态的方法，该方法 还包括以下步骤： 在警报状态的初始识别时，重复在所述旋转机器（410)运转期间得到所述相应旋转部 件的所述速度、所述加速度和所述温度中的所述至少一个的所述步骤以证实所述警报状态 (方框762)，并且在具有超过所述计算阈值的值的连续数据点的识别时，确立所述警报状 态并且接着激活警报指示器。
11. 根据权利要求8所述的监视旋转机器的至少一个旋转部件的状态的方法，所述方 法还包括以下步骤： 使用无线通信过程对所述微处理器（210)进行编程（方框712)。
12. 根据权利要求11所述的监视旋转机器的至少一个旋转部件的状态的方法，其中通 过使用磁性读取键（150)和相应的磁性读取设备（240)来完成所述无线通信过程（方框 712)。
13. 根据权利要求8所述的监视旋转机器的至少一个旋转部件的状态的方法，其中所 述至少一个状态传感器（220, 222, 224)包括至少一个温度传感器（220, 222)，所述方法还 包括以下步骤： 通过将所述基部子组件120热耦接到所述旋转机器（410)，监视所述旋转机器（410)的 温度；以及 将所述基部子组件120和至少一个温度传感器（220, 222)彼此热耦接。
14. 根据权利要求8所述的监视旋转机器的至少一个旋转部件的状态的方法，所述方 法还包括以下步骤： 在所述旋转机器（410)运行期间根据数据查询频率监视所述相应旋转部件的所述速 度、所述加速度和所述温度的所述至少其中之一，其中所述频率包括每个按序的数据查询 之间的睡眠模式，其中所述睡眠模式将所述运算电路置于休眠、低功耗配置。
15. 根据权利要求14所述的监视旋转机器的至少一个旋转部件的状态的方法，所述方 法还包括以下步骤： 当所述运算电路接近警报状态以及超过所述警报状态时增加所述的数据查询频率。
16. -种监视旋转机器的至少一个旋转部件的状态的方法，该方法包括以下步骤： 将机器状态指示传感器和监视设备（100)安装到旋转机器（410)上（方框710)，所述 设备（100)包括： 传感器壳体，其包括基部子组件（120)和上部外罩（110)， 印刷电路组件（200)，其包括装配到限定运算电路的印刷电路板（202)的部件，所述部 件包括微处理器（210)、数字存储器部件（210)、便携式电源（212)、至少一个加速计（224) 以及指令组（内嵌在210中），其中所述指令组通过所述微处理器（210)指导所述电路的运 算； 得到速度（524)和加速度（524)中的至少一个的至少一个数据点以确定所述旋转机 器（410)的相应旋转部件的速度（524)和加速度（524)中的至少一个的初始基线（方框 722)； 将所述初始基线（524, 624)存储在所述存储器部件（210)中（方框724); 确立阈值，其中该阈值被计算为与相应基线的百分差； 在所述旋转机器（410)的运转期间监视所述相应旋转部件的所述速度、所述加速度和 所述温度中的所述至少一个（方框730); 将所述相应旋转部件的所述速度和所述加速度中的所述至少一个的当前得到的状态 数据与用于所述相应旋转部件的所述速度和所述加速度中的所述至少一个的每个的所述 计算阈值（530)进行对比来确定当前得到的状态是否是接近警报状态以及超过警报状态 的其中之一（判定方框732);以及 基于所述当前得到的状态数据和所述相应存储的基线数据之间的所述对比的所述输 出，继续进行以下其中之一： 在所述量化的差小于v的条件下，所述机器状态指示传感器和监视设备继续监视所述 相应旋转部件的状态，以及 在所述量化的差大于计算阈值的条件下，所述机器状态指示传感器和监视设备指示警 报状态。
17. 根据权利要求16所述的监视旋转机器的至少一个旋转部件的状态的方法，该方法 包括以下步骤： 当所述机器状态指示传感器和监视设备指示警报状态时，点亮照明元件（方框770)。
18. 根据权利要求16所述的监视旋转机器的至少一个旋转部件的状态的方法，该方法 还包括以下步骤： 在警报状态的初始识别时，重复在所述旋转机器（410)运转期间得到所述相应旋转 部件的所述速度和所述加速度中的所述至少一个的所述步骤以证实所述警报状态（方框 762)，并且在具有超过所述计算阈值的值的连续数据点的识别时，确立所述警报状态并且 接着激活警报指示器。
19. 根据权利要求16所述的监视旋转机器的至少一个旋转部件的状态的方法，所述方 法还包括以下步骤： 使用无线通信过程对所述微处理器（210)进行编程（方框712)。
20. 根据权利要求19所述的监视旋转机器的至少一个旋转部件的状态的方法，其中通 过使用磁性读取键（150)和相应的磁性读取设备（240)来完成所述无线通信过程（方框 712)。
21. 根据权利要求16所述的监视旋转机器的至少一个旋转部件的状态的方法，该方法 还包括以下步骤： 通过测量所述旋转构件的所述加速度确定所述旋转元件的速度。
22. 根据权利要求16所述的监视旋转机器的至少一个旋转部件的状态的方法，所述方 法还包括以下步骤： 在所述旋转机器（410)运行期间根据数据查询频率监视所述相应旋转部件的所述速 度、所述加速度和所述温度的所述至少其中之一，其中所述频率包括每个按序的数据查询 之间的睡眠模式，其中所述睡眠模式将所述运算电路置于休眠、低功耗配置。
23. 根据权利要求22所述的监视旋转机器的至少一个旋转部件的状态的方法，所述方 法还包括以下步骤： 当所述运算电路接近警报状态以及超过所述警报状态时增加所述的数据查询频率。
【文档编号】G01M1/22GK104126108SQ201280070368
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2012年12月18日 优先权日:2011年12月21日
【发明者】J.D.墨菲 申请人:Skf公司