專利名稱：用于監(jiān)測目的的機器操作狀態(tài)的檢測的方法和系統(tǒng)的制作方法
用于監(jiān)測目的的機器操作狀態(tài)的檢測的方法和系統(tǒng)
背景技術(shù)：
在許多實例中，例如電動機、發(fā)電機、內(nèi)燃引擎、噴氣式引擎、渦輪機等機器、它們驅(qū)動的系統(tǒng)和過程由各種監(jiān)測系統(tǒng)主動監(jiān)測性能和操作特性，這些性能和操作特性包括例如振動、熱、噪聲、電特性(例如，電流、電壓、電阻等)、環(huán)境效應(yīng)、過程參數(shù)等。一般，監(jiān)測這些機器和過程的這些監(jiān)測系統(tǒng)包括靠近并且與該機器或過程關(guān)聯(lián)的一個或多個換能器。 這些監(jiān)測系統(tǒng)還可以包括用于信號處理、警報和顯示的部件，這些部件可組合成一個裝置或位于分開的部件中。最近，在這些監(jiān)測系統(tǒng)中使用無線換能器來便于安裝并且減少布線 “擁塞”。當(dāng)前，在一些實例中，無線換能器系統(tǒng)周期性地“喚醒”并且取得關(guān)于與機器或過程(這些換能器系統(tǒng)與其關(guān)聯(lián))關(guān)聯(lián)的一些參數(shù)的一個或多個讀數(shù)。當(dāng)傳感器喚醒時，它一般在時間或周期的基礎(chǔ)上這樣完成，并且在一些實例中當(dāng)傳感器變?yōu)榛顒訒r，機器或過程可不在運行。在最壞的情況下，因為傳感器讀數(shù)不是所期望的，在機器或過程的非操作時間期間捕捉監(jiān)測數(shù)據(jù)可導(dǎo)致警報，或至少可引起數(shù)據(jù)存儲空間的浪費，因為如果當(dāng)機器或過程不在運行時不取得讀數(shù)，那么它可不具有任何值。來自這些類型的監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)常常提供給自動化系統(tǒng)，其進行初步數(shù)據(jù)分析而沒有操作員干預(yù)。這些自動化系統(tǒng)知道收集該數(shù)據(jù)時機器或過程的操作狀態(tài)的能力對于確保數(shù)據(jù)比較是在相似的操作條件下可以是非常有用的。不知道收集該數(shù)據(jù)時機器或過程的操作狀態(tài)還可以導(dǎo)致數(shù)據(jù)分析中的混亂，因為該數(shù)據(jù)的察看者沒辦法知道(在許多情況下)收集該數(shù)據(jù)時機器或過程的操作狀態(tài)。之前解決該問題的嘗試包括利用鍵相(keyphasor)或機器的轉(zhuǎn)子速度的其他直接測量。盡管這是限定機器何時處于操作的完全穩(wěn)健和得到很好理解的技術(shù)方案，它也是非常昂貴的，因為它牽涉大量的安裝工作外加額外的換能器和向該換能器供電必需的布線的成本。另外，已經(jīng)有一些工作通過辨別在振動或與馬達(dá)關(guān)聯(lián)的其他信號中存在的特征來識別機器的操作模式。盡管這些方法在一些實例中起作用，存在錯誤肯定的可能性，并且振動特征可能在平滑操作的機器上不存在。因此，期望克服本領(lǐng)域中的挑戰(zhàn)(在上文描述了其中的一些)的系統(tǒng)和方法。特別地，提供機器或過程狀態(tài)的確信指示將在解決上文描述的挑戰(zhàn)中是有價值的。

發(fā)明內(nèi)容
本文描述的本發(fā)明的實施例使用能量采集裝置(energy harvester)的輸出作為該能量采集裝置關(guān)聯(lián)的機器、裝置或過程的操作狀態(tài)的指示，其中該操作狀態(tài)可以指示該機器的速度，或者該機器是停止、運行、正向運行還是反向運行等。在一個方面，描述系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括機器或過程中的至少一個、處理器和與該機器或過程關(guān)聯(lián)的能量采集裝置(其從該機器或過程形成輸出)。該處理器配置成使用由該機器或過程形成的該能量采集裝置的輸出來確定該機器或過程的操作狀態(tài)。在另一個方面，描述包括機器、處理器、機器監(jiān)測系統(tǒng)和與該機器關(guān)聯(lián)的能量采集裝置(其從該機器形成輸出)的系統(tǒng)。該能量采集裝置的該輸出由該處理器使用來確定該機器的操作狀態(tài)。該機器監(jiān)測系統(tǒng)中的一個或多個輸出與該機器的確定的操作狀態(tài)(如由該能量采集裝置的該輸出確定的)相關(guān)。在再另一個方面，描述方法。該方法包括從與機器或過程中的至少一個關(guān)聯(lián)的能量采集裝置接收輸出。該輸出由該機器或過程形成并且用于確定該機器的操作狀態(tài)。該方法進一步包括從與該機器關(guān)聯(lián)的機器監(jiān)測系統(tǒng)接收一個或多個輸出，并且由處理器將該機器監(jiān)測系統(tǒng)的該一個或多個輸出與該機器的確定的操作狀態(tài)(如由該能量采集裝置的該輸出確定的)相關(guān)。另外的優(yōu)勢將在接著的描述中部分闡述或可通過實踐學(xué)習(xí)。這些優(yōu)勢將通過在附上的權(quán)利要求中特別指出的要素和組合實現(xiàn)和得到。要理解前面的一般描述和接著的詳細(xì)描述僅是示范性和說明性的，并且不是如權(quán)利要求那樣是限制性的。


附圖(其并入并且構(gòu)成本說明書的一部分)圖示實施例并且連同描述一起服務(wù)于解釋方法和系統(tǒng)的原理圖1是根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的一個實施例的框圖；圖2是圖示實踐本發(fā)明的實施例的方法的流程圖；圖3是圖示用于進行公開的方法的示范性操作環(huán)境的框圖；以及圖4、5和6是示范性圖表，其圖示可以用于根據(jù)本發(fā)明的方面選擇機器的能量采集裝置的選擇準(zhǔn)則。
具體實施例方式在公開并且描述本方法和系統(tǒng)之前，要理解這些方法和系統(tǒng)不限于特定綜合方法、特定部件或特別組成。還要理解本文使用的術(shù)語僅是為了描述特別實施例的目的并且不規(guī)定為限制性的。如在說明書和附上的權(quán)利要求中使用的，單數(shù)形式“一”和“該”包括復(fù)數(shù)個指代物，除非上下文清楚地另外指明。在本文中范圍可表達(dá)為從“大約”一個特別值，和/或到 “大約”另一個特別值。當(dāng)表達(dá)這樣的范圍時，另一個實施例包括從該一個特別值和/或到該另一個特別值。相似地，當(dāng)值通過使用先行詞“大約”表達(dá)為近似時，將理解該特別值形成另一個實施例。將進一步理解，這些范圍中的每個的端點關(guān)于另一個端點都是顯著的并且獨立于另一個端點。此外，當(dāng)在本文中提供范圍的示例時，要意識到給出的范圍還包括其之間的所有子范圍，除非另外具體說明?！翱蛇x的”或“可選地”意味隨后描述的事件或情形可能或可能不發(fā)生，并且該描述包括其中所述事件或情形發(fā)生的實例和其中它不發(fā)生的實例。在該說明書的整個描述和權(quán)利要求中，單詞“包括”和該單詞的變化形式(例如 “包括”等)意味“包括但不限于”，并且不規(guī)定來排除例如其他添加物、部件、整體或步驟。 “示范性的”意味“的示例”，并且不規(guī)定來傳達(dá)優(yōu)選或理想實施例的指示?！袄纭辈徊捎孟拗菩砸饬x使用，而用于說明性目的。公開的是可以用于進行公開的方法和系統(tǒng)的部件。在本文中公開這些和其他部件，并且理解當(dāng)公開這些部件的組合、子集、相互作用、組等時，盡管這些中的每個各種個體和集體組合和排列的特定引用可能沒有被明確公開，但每個針對所有方法和系統(tǒng)在本文中具體預(yù)想并且描述。這適用于該申請的所有方面，其包括但不限于公開的方法中的步驟。從而，如果有多種可以進行的另外步驟，理解，這些另外的步驟中的每個可以用公開的方法的任何特定實施例或?qū)嵤├慕M合進行。本方法和系統(tǒng)可通過參考優(yōu)選實施例和包括在其中的示例的下列詳細(xì)描述并且參考附圖以及它們之前與接著的描述而更容易理解。如本文描述的，本發(fā)明的實施例包括使用能量采集裝置的輸出作為該能量采集裝置與其關(guān)聯(lián)的機器、裝置或過程的操作狀態(tài)的指示。盡管能量采集裝置已經(jīng)用于向在例如電動機等旋轉(zhuǎn)設(shè)備上的傳感器供電，當(dāng)這些傳感器做出測量時，這些傳感器(和它們關(guān)聯(lián)的監(jiān)測系統(tǒng))典型地不具有該機器或過程的操作狀態(tài)的指示。因此，描述的實施例的技術(shù)效果是當(dāng)對監(jiān)測系統(tǒng)做出測量時提供該機器或過程的操作狀態(tài)。若干功率采集技術(shù)直接依賴關(guān)聯(lián)的機器或過程的操作。例如，功率采集可以在電動機上基于來自內(nèi)建冷卻風(fēng)扇的氣流、過程流體的流動、轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)、電流、熱差、振動活動等進行?？梢栽诒景l(fā)明的各種實施例中使用的功率采集技術(shù)包括壓電裝置、熱電和溫差電裝置、微型風(fēng)力渦輪機、靜電裝置、動力裝置、振動裝置等，如本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員已知的。大多數(shù)但不是所有能量采集方法通過它們的本質(zhì)從它們在那些機器處于操作時的時間期間關(guān)聯(lián)于其的機器采集能量。例如，振動能量采集裝置通過將在振動中存在的機械能轉(zhuǎn)變成電能向系統(tǒng)供電。利用的振動由機器中的轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)引起(從而，機器處于運行操作狀態(tài))。使用中的能量采集方法的該方面意味每當(dāng)采集系統(tǒng)產(chǎn)生能量或提供功率，或提供處于或高于限定閾值的功率(即，提供輸出)時，那么機器處于運行操作狀態(tài)。關(guān)于能量采集裝置的輸出的信息可以與其他數(shù)據(jù)和信息在網(wǎng)絡(luò)(例如無線監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)等)中傳遞用于指示該數(shù)據(jù)是否在運行的機器上取得。簡單的功率檢測電路或元件可以用于檢測從采集裝置產(chǎn)生的能量(例如，電流(或電壓水平))何時高于閾值，其然后可以用于改變開關(guān)或數(shù)字寄存器的狀態(tài)。該開關(guān)狀態(tài)或數(shù)字寄存器然后由其他系統(tǒng)(例如，監(jiān)測系統(tǒng))使用來指示機器的操作狀態(tài)。圖1是根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的一個實施例的框圖。該示范性系統(tǒng)包括機器102。例如，該機器102可以是電動馬達(dá)、發(fā)電機、內(nèi)燃引擎、噴氣式引擎、渦輪機等。在一個方面，該機器102可以在例如制造過程等過程中使用。系統(tǒng)的該實施例進一步包括與該機器102關(guān)聯(lián)的能量采集裝置104。該能量采集裝置104可以例如是壓電裝置、熱電裝置、溫差電裝置、 微型風(fēng)力渦輪機、靜電裝置、動力裝置、振動裝置等，如本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員已知的。在一個方面，該能量采集裝置104附連到該機器102。在另一個方面，該能量采集裝置104靠近該機器102。在一個方面，該能量采集裝置104可以與包括該機器102的過程關(guān)聯(lián)。例如，該能量采集裝置104可以是熱能采集裝置并且與由該機器102加熱或混合的液體關(guān)聯(lián)。選擇該能量采集裝置104使得它根據(jù)該機器102或過程的操作狀態(tài)提供輸出。例如，如果該機器 102是電動機，那么該能量采集裝置104可以是振動能量采集裝置，其從由該電動機的轉(zhuǎn)子引起的振動產(chǎn)生能量，或者該能量采集裝置104可以是微型風(fēng)力渦輪機，其從該馬達(dá)的冷卻氣流或過程流體(如在通風(fēng)機中的)運動產(chǎn)生能量，或者該能量采集裝置104可以是靜電裝置，其從由該馬達(dá)形成的磁場或饋送給該馬達(dá)的功率中的電流產(chǎn)生能量。由該能量采集裝置104產(chǎn)生的該輸出或輸出信號可以是例如由該能量采集裝置104產(chǎn)生的電壓輸出、電流輸出、振幅、頻率或任何產(chǎn)生的能量或輸出的功率，或者其的任何測量。在一個方面，如果該輸出超過預(yù)先限定的閾值，這可以是該關(guān)聯(lián)的機器102處于特定操作狀態(tài)(即，運行、 以或高于某個速度運行、正向運行、逆向運行等)的指示。相似地，如果該輸出小于預(yù)先限定的閾值，這也可以是該關(guān)聯(lián)的機器102的操作狀態(tài)(即，不運行、低于某個速度運行等) 的指示。例如，在一個實例中，如本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員已知的功率檢測電路或元件可以用于檢測從該采集裝置產(chǎn)生的能量(例如，電流、電壓水平等)何時高于閾值，其然后可以用于改變開關(guān)或數(shù)字寄存器的狀態(tài)。備選地，當(dāng)該機器102處于操作狀態(tài)時減小的值可以用于用信號指示該機器102的操作狀態(tài)。此外，操作狀態(tài)的確定可以基于該輸出的內(nèi)容以及閾值。 例如，操作狀態(tài)可以基于輸出中某個頻率的存在(或不存在)。圖1中示出的系統(tǒng)的實施例進一步包括監(jiān)測系統(tǒng)106。監(jiān)測系統(tǒng)106可以是例如狀況監(jiān)測系統(tǒng)、振動監(jiān)測系統(tǒng)、熱監(jiān)測系統(tǒng)、噪聲監(jiān)測系統(tǒng)、電參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)、性能監(jiān)測系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)等。此外，該監(jiān)測系統(tǒng)106可以用于例如流量、溫度、蒸汽品質(zhì)、過程自身的濕度等過程測量。這樣的系統(tǒng)可從例如通用電氣公司(khenectady，NY)和蒂姆肯公司 (Canton,0H)等獲得。構(gòu)成該監(jiān)測系統(tǒng)106的換能器和傳感器提供關(guān)于機器102或過程的各種狀況的一個或多個輸出。在一些實例中，這樣的系統(tǒng)106的換能器或傳感器不一直監(jiān)測關(guān)聯(lián)的機器102或過程。在一些實例中，這些監(jiān)測系統(tǒng)在時間或周期基礎(chǔ)上喚醒并且監(jiān)測機器或過程。例如，這些換能器可程序化來每五分鐘、每十五分鐘、每小時等取得讀數(shù)。 在其他實例中，這些換能器可配置成在上午8 00、上午8 30、上午9 00等取得讀數(shù)。一般， 這樣的讀數(shù)通過網(wǎng)絡(luò)110提供給處理器108。在各種實例中，該網(wǎng)絡(luò)110可以是有線、無線或有線和無線的組合。在一個方面中，處理器108是計算機的一部分，如在本文更詳細(xì)描述的。相似地，能量采集裝置104可以通過網(wǎng)絡(luò)110提供它的輸出信號給處理器108。在一些實例中，監(jiān)測系統(tǒng)106不具有它們的操作狀態(tài)的指示(當(dāng)構(gòu)成系統(tǒng)106的換能器和傳感器取得它們的讀數(shù)時)。因此，在一個方面中，監(jiān)測系統(tǒng)106的一個或多個輸出可以通過處理器108而與機器102或過程的操作狀態(tài)(如由能量采集裝置104的輸出確定的)相關(guān)。 在一個方面中，處理器108將監(jiān)測系統(tǒng)106的一個或多個輸出與機器102或過程的操作狀態(tài)(如由能量采集裝置104的輸出確定的)相關(guān)包括處理器108確定監(jiān)測系統(tǒng)106的一個或多個輸出是在機器102或過程處于運行操作狀態(tài)的時間期間還是在機器102或過程處于非運行操作狀態(tài)(如由能量采集裝置104的輸出確定的)的時間期間產(chǎn)生。可以確定的操作狀態(tài)的示例包括停止、運行、以某一速度或高于某一速度運行、正向運行、反向運行等。圖2是圖示實踐本發(fā)明的實施例的方法的流程圖。在步驟202，從能量采集裝置接收與機器或過程關(guān)聯(lián)的輸出。該能量采集裝置的該輸出由關(guān)聯(lián)的機器或過程形成。例如，功率采集裝置可以從電動馬達(dá)基于來自內(nèi)建冷卻風(fēng)扇的氣流、過程流體的流動、轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)、 電流、熱差、振動活動等形成輸出。在步驟204，來自能量采集裝置的輸出用于確定機器或過程的操作狀態(tài)。例如，如果輸出的值低于閾值，則機器可以處于停止或低速狀態(tài)。如果輸出的值處于或高于該閾值，則機器或過程可以處于運行或全速狀態(tài)。備選地，如果輸出的值低于閾值，則機器或過程可以處于運行操作狀態(tài)，并且如果輸出的值處于或高于該閾值，則機器或過程可以處于停止操作狀態(tài)。在步驟206，來自機器監(jiān)測系統(tǒng)(與機器關(guān)聯(lián)的)的一個或多個輸出與機器或過程的操作狀態(tài)(如由能量采集裝置的輸出確定的)相關(guān)。因此，當(dāng)產(chǎn)生來自監(jiān)測系統(tǒng)的一個或多個輸出時，機器或過程的操作狀態(tài)可以確定。
上文的系統(tǒng)已經(jīng)在上文描述為包括單元(例如，監(jiān)測系統(tǒng)106、網(wǎng)絡(luò)110等)。本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員將意識到這是功能性描述并且軟件、硬件或軟件與硬件的組合可以進行相應(yīng)的功能。單元，例如監(jiān)測系統(tǒng)106和網(wǎng)絡(luò)110等，可以是軟件、硬件或軟件與硬件的組合。 這些單元可以包括如在圖3中圖示并且在下文描述的相關(guān)軟件306。在一個示范性方面中， 這些單元可以包括如在圖3中圖示并且在下文描述的計算機301。圖3是圖示用于進行公開的方法的示范性操作環(huán)境的框圖。該示范性操作環(huán)境僅是操作環(huán)境的示例并且不意在提出關(guān)于操作環(huán)境架構(gòu)的使用或功能性的范圍的任何限制。 操作環(huán)境不應(yīng)該解釋為具有涉及在示范性操作環(huán)境中說明的部件中的任一個或組合的任何依賴性或要求。本方法和系統(tǒng)可以用許多其他通用或?qū)Ｓ糜嬎阆到y(tǒng)環(huán)境或配置操作?？蛇m合于與這些系統(tǒng)和方法一起使用的眾所周知的計算系統(tǒng)、環(huán)境和/或配置的示例包括但不限于個人計算機、服務(wù)器計算機、膝上型裝置和多處理器系統(tǒng)。另外的示例包括機器監(jiān)測系統(tǒng)、可編程消費電子、網(wǎng)絡(luò)PC、小型計算機、大型計算機、智能儀表、智能電網(wǎng)部件、包括上文的系統(tǒng)或裝置中的任何系統(tǒng)或裝置的分布式計算環(huán)境等。公開的方法和系統(tǒng)的處理可以由軟件部件進行。公開的系統(tǒng)和方法可在由一個或多個計算機或其他裝置執(zhí)行的計算機可執(zhí)行指令(例如程序模塊等)的一般上下文中描述。一般，程序模塊包括執(zhí)行特定任務(wù)或?qū)崿F(xiàn)特定抽象數(shù)據(jù)類型的計算機代碼、例程、程序、 對象、部件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等。公開的方法還可以在基于網(wǎng)格和分布式計算環(huán)境中實踐，其中任務(wù)由通過通信網(wǎng)絡(luò)鏈接的遠(yuǎn)程處理設(shè)備執(zhí)行。在分布式計算環(huán)境中，程序模塊可位于包括存儲器存儲裝置的本地和遠(yuǎn)程計算機存儲介質(zhì)兩者中。此外，本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員將意識到本文公開的系統(tǒng)和方法可以經(jīng)由采用計算機 301的形式的通用計算裝置實現(xiàn)。該計算機301的部件可包括但不限于一個或多個處理器或處理單元303、系統(tǒng)存儲器312和系統(tǒng)總線313，其將包括處理器303的各種系統(tǒng)部件耦合于該系統(tǒng)存儲器312。在多個處理單元303的情況下，系統(tǒng)可以使用并行計算。系統(tǒng)總線313代表若干可能類型的總線結(jié)構(gòu)中的一個或多個，其包括存儲器總線或存儲器控制器、外圍總線、加速圖形端口和使用多種總線架構(gòu)中的任何總線架構(gòu)的處理器或本地總線。通過示例，這樣的架構(gòu)可以包括工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)(ISA)總線、微通道架構(gòu)(MCA)總線、增強型ISA(EISA)總線、視頻電子標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(VESA)本地總線、加速圖形端口(AGP)總線和外圍組件互連(PCI)、PCI-Express總線、個人計算機存儲器卡行業(yè)協(xié)會 (PCMCIA)、通用串行總線(USB)等。總線313和在該描述中規(guī)定的所有總線還可以在有線或無線網(wǎng)絡(luò)連接上實現(xiàn)，并且包括處理器303、大容量存儲裝置304、操作系統(tǒng)305、相關(guān)軟件306、監(jiān)測數(shù)據(jù)307、網(wǎng)絡(luò)適配器308、系統(tǒng)存儲器312、輸入/輸出接口 310、顯示適配器 309、顯示裝置311和人機接口 302的子系統(tǒng)的每個可以包含在物理上分離的位置處的一個或多個遠(yuǎn)程計算裝置或客戶端314a、b、c內(nèi)，其通過該形式的總線而連接，實際上實現(xiàn)完全分布式系統(tǒng)或分布式架構(gòu)。計算機301典型地包括多種計算機可讀介質(zhì)。示范性計算機可讀介質(zhì)可以是非暫時性的并且可由計算機301訪問的任何可用介質(zhì)，并且包括(例如并且不認(rèn)為限制性地) 易失性和非易失性介質(zhì)兩者、可移動和不可移動介質(zhì)兩者。系統(tǒng)存儲器312包括采用易失性存儲器形式的計算機可讀介質(zhì)，例如隨機存取存儲器(RAM)等，和/或非易失性存儲器，例如只讀存儲器(ROM)等。系統(tǒng)存儲器312典型地包含例如監(jiān)測數(shù)據(jù)307等數(shù)據(jù)和/或例如操作系統(tǒng)305和電器更新軟件306等程序模塊，其可立即由處理單元303訪問并且/或由處理單元303馬上在其上操作。在另一個方面中，計算機301還可以包括其他非暫時性、可移動/不可移動、易失性/非易失性計算機存儲介質(zhì)。通過示例，圖3圖示大容量存儲裝置304，其可以對計算機 301提供計算機代碼、計算機可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊和其他數(shù)據(jù)的非易失性存儲。例如并且不認(rèn)為限制性地，大容量存儲裝置304可以是硬盤、可移動磁盤、可移動光盤、盒式磁帶或其他磁性存儲裝置、閃存卡、CD-ROM、數(shù)字多功能盤(DVD)或其它光盤存儲、隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、電可擦可編程只讀存儲器(EEPROM)等?？蛇x地，任何數(shù)量的程序模塊可存儲在大容量存儲裝置304上，通過示例其包括操作系統(tǒng)305和電器更新軟件306。操作系統(tǒng)305和相關(guān)軟件306(或其的一些組合)的每個可包括編程和相關(guān)軟件1006的元件。監(jiān)測數(shù)據(jù)307還可以存儲在大容量存儲裝置304 上。監(jiān)測數(shù)據(jù)307可以存儲在本領(lǐng)域內(nèi)已知的一個或多個數(shù)據(jù)庫中的任何數(shù)據(jù)庫中。這樣的數(shù)據(jù)庫的示例包括DB2 ,Microsoft Access、Microsofl SQL Server,Oracle , mySQL, PostgreSQL等。數(shù)據(jù)庫可以集中或橫跨多個系統(tǒng)分布。在另一個方面中，用戶可以經(jīng)由輸入裝置(未示出)將命令和信息輸入計算機 301。這樣的輸入裝置的示例包括但不限于鍵盤、指針裝置(例如，鼠標(biāo))、麥克風(fēng)、操縱桿、 掃描儀、例如手套和其他身體罩套等觸覺輸入裝置等等。這些和其他輸入裝置可以經(jīng)由人機接口 302(其耦合于系統(tǒng)總線313)連接到處理單元303，但可以由并行端口、游戲端口、 IEEE 1394端口(也稱為Firewire端口)、串行端口或通用串行總線(USB)等其他接口和總線結(jié)構(gòu)連接。在再另一個方面，顯示裝置311還可以經(jīng)由接口(例如顯示適配器309)連接到系統(tǒng)總線313。預(yù)想計算機301可以具有超過一個顯示適配器309并且計算機301可以具有超過一個顯示裝置311。例如，顯示裝置可以是監(jiān)測器、IXD(液晶顯示器)或投影儀。除顯示裝置311之外，其他輸出外圍裝置可以包括例如揚聲器(未示出)和打印機(未示出)等部件，其可經(jīng)由輸入/輸出接口 310連接到計算機301。進一步包括可以通過輸入/輸出接口 310或用其他方式連接到計算機301的部件包括傳感器或換能器316，例如振動傳感器、 熱傳感器等。方法的任何步驟和/或結(jié)果可以采用任何形式輸出到輸出裝置。這樣的輸出可以是任何形式的視覺表示，其包括但不限于文本、圖形、動畫、音頻、觸覺等。計算機301可以使用到一個或多個遠(yuǎn)程計算裝置或客戶端314a、b、c的邏輯連接在聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中操作。通過示例，遠(yuǎn)程計算裝置314可以是個人計算機、便攜式計算機、服務(wù)器、路由器、網(wǎng)絡(luò)計算機、智能儀表、供應(yīng)商或制造商計算裝置、智能電網(wǎng)部件、對等裝置或其他公共網(wǎng)絡(luò)節(jié)點等。計算機301和遠(yuǎn)程計算裝置或客戶端314a、b、c之間的邏輯連接可以經(jīng)由局域網(wǎng)(LAN)和一般廣域網(wǎng)(WAN)做出。這樣的網(wǎng)絡(luò)連接可以通過網(wǎng)絡(luò)適配器308。 網(wǎng)絡(luò)適配器308可以在有線以及無線環(huán)境兩者中實現(xiàn)。這樣的聯(lián)網(wǎng)環(huán)境在辦公室、企業(yè)范圍的計算機網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)和例如因特網(wǎng)等其他網(wǎng)絡(luò)315中是常規(guī)并且普遍的。為了說明目的，應(yīng)用程序和其他可執(zhí)行程序部件(例如操作系統(tǒng)305等)在本文中圖示為分散的框，但認(rèn)識到這樣的程序和部件在各種時間存在于計算裝置301的不同的存儲部件中，并且由計算機的數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行。相關(guān)軟件306的實現(xiàn)可以存儲在一些形式的計算機可讀介質(zhì)上或跨過一些形式的計算機可讀介質(zhì)來傳送。公開的方法的任何方法可由包含在計算機可讀介質(zhì)上的計算機可讀指令進行。計算機可讀介質(zhì)可以是可由計算機訪問的任何可用的介質(zhì)。通過示例并且不認(rèn)為限制性地，計算機可讀介質(zhì)可以包括“計算機存儲介質(zhì)”和“通信介質(zhì)”?！坝嬎銠C存儲介質(zhì)”包括采用例如計算機可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊或其他數(shù)據(jù)等信息的存儲的任何方法或技術(shù)實現(xiàn)的易失性和非易失性、可移動和不可移動介質(zhì)。示范性計算機存儲介質(zhì)包括但不限于RAM、R0M、EEPR0M、閃存或其他的存儲器技術(shù)、CD-ROM、數(shù)字多功能盤(DVD)或其它光盤存儲、盒式磁帶、磁帶、磁盤存儲或其他磁性存儲裝置，或可用于存儲期望的信息以及可由計算機訪問的任何其他介質(zhì)。方法和系統(tǒng)可以采用例如機器學(xué)習(xí)和迭代學(xué)習(xí)等人工智能技術(shù)。這樣的技術(shù)的示例包括但不限于專家系統(tǒng)、基于事例的推理、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)、基于行為的Al、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊系統(tǒng)、進化計算(例如遺傳算法)、群體智能(例如螞蟻算法)和混合智能系統(tǒng)(例如通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或來自統(tǒng)計學(xué)習(xí)的產(chǎn)生式規(guī)則生成的專家推斷規(guī)則)。提出下列示例以便對本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員提供如何制作和評估本文中要求權(quán)利的系統(tǒng)、物品、裝置和/或方法的完整公開和描述，并且規(guī)定為純粹示范性的并且不意在限制方法和系統(tǒng)的范圍。已經(jīng)做出努力以確保關(guān)于數(shù)字的準(zhǔn)確性，但應(yīng)該考慮有一些誤差和偏差。圖4、5和6是示范性曲線圖，其圖示可用于根據(jù)本發(fā)明的方面為機器或過程選擇能量采集裝置的選擇準(zhǔn)則。圖4圖示用于確定振動型能量采集裝置是否可用于確定關(guān)聯(lián)的機器或過程的操作狀態(tài)的示范性曲線圖。如在圖4中示出的上部曲線圖示出關(guān)聯(lián)的機器或過程的操作狀態(tài)。如示出的，機器或過程處于“關(guān)閉”操作狀態(tài)直到時間t。時間t之后，機器或過程處于 “打開”操作狀態(tài)。當(dāng)機器或過程處于“關(guān)閉”操作狀態(tài)時，記錄振動的某一量a，如在圖4的下部曲線圖中示出的。當(dāng)機器或過程處于“關(guān)閉”操作狀態(tài)時，振動可以由例如來自在正監(jiān)測的機器或過程附近操作的其他機器的環(huán)境振動引起。時間t之后(即，在機器或過程處于“打開”操作狀態(tài)之后)，振動增加至級別b。因此，在該實例中，振動型能量采集裝置可用于確定機器或過程是處于操作還是非操作狀態(tài)。對于能量采集裝置的閾值可以設(shè)置在會由處于振動級b或在a和b之間級別的裝置產(chǎn)生的信號水平(即，產(chǎn)生的能量)。圖5是用于確定振動型能量采集裝置是否可用于確定關(guān)聯(lián)的機器或過程的操作狀態(tài)的示范性曲線圖的另一個圖示。如在圖5中示出的上部曲線圖示出關(guān)聯(lián)的機器或過程的操作狀態(tài)。如示出的，機器或過程處于“關(guān)閉”操作狀態(tài)直到時間t。時間t之后，機器或過程處于“打開”操作狀態(tài)。當(dāng)機器或過程處于“關(guān)閉，，操作狀態(tài)時，記錄振動的某一量a， 如在圖5的下部曲線圖中示出的。當(dāng)機器或過程處于“關(guān)閉”操作狀態(tài)時，振動可以由例如來自在正監(jiān)測的機器或過程附近操作的其他機器的環(huán)境振動引起。時間t之后(即，在機器或過程處于“打開”操作狀態(tài)之后)，振動保持與其在時間t之前的相同。這可由非常平滑操作的機器或過程或由具有與環(huán)境振動異相的振動由此對總振動有阻尼作用的機器或過程引起。因此，在該實例中，振動型能量采集裝置不應(yīng)該用于確定機器或過程的操作狀態(tài)是處于“打開”操作狀態(tài)還是“關(guān)閉”操作狀態(tài)。圖6是用于確定振動型能量采集裝置是否可用于確定關(guān)聯(lián)的機器或過程的操作狀態(tài)的示范性曲線圖的再另一個圖示。如在圖6中示出的上部曲線圖示出關(guān)聯(lián)的機器或過程的操作狀態(tài)。如示出的，機器或過程處于“關(guān)閉”操作狀態(tài)直到時間t。時間t之后，機器或過程處于“打開”操作狀態(tài)。當(dāng)機器或過程處于“關(guān)閉”操作狀態(tài)時，記錄振動的某一量a，如在圖6的下部曲線圖中示出的。當(dāng)機器或過程處于“關(guān)閉”操作狀態(tài)時，振動可以由例如來自在正監(jiān)測的機器或過程附近操作的其他機器或過程的環(huán)境振動引起。時間t之后 (即，在機器或過程處于“打開”操作狀態(tài)之后)，振動從級別a減小至級別b。這可由例如具有與環(huán)境振動異相的振動由此對總振動有阻尼作用的機器或過程引起。因此，在該實例中，振動型能量采集裝置可用于確定機器或過程是處于“打開”操作狀態(tài)還是“關(guān)閉”操作狀態(tài)。也就是說，對于能量采集裝置的閾值可以設(shè)置在當(dāng)總振動減小至振動級b或至a和 b之間的級別時會由裝置產(chǎn)生的信號水平。如上文描述并且將由本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員意識到的，本發(fā)明的實施例可配置為系統(tǒng)、方法或計算機程序產(chǎn)品。因此，本發(fā)明的實施例可包括各種手段，其包括全部是硬件、全部是軟件或軟件與硬件的任何組合。此外，本發(fā)明的實施例可采取在計算機可讀存儲介質(zhì) (其具有包含在存儲介質(zhì)中的計算機可讀程序指令(例如，計算機軟件))上的計算機程序產(chǎn)品的形式。可使用任何適合的非暫時性計算機可讀存儲介質(zhì)，其包括硬盤、CD-ROM、光盤存儲裝置或磁性存儲裝置。本發(fā)明的實施例已經(jīng)在上文參照方法、設(shè)備(即，系統(tǒng))和計算機程序產(chǎn)品的框圖和流程示描述。將理解框圖和流程示的每個框以及框圖和流程示中的框的組合可分別由包括計算機程序指令的各種手段實現(xiàn)。這些計算機程序指令可裝載到通用計算機、專用計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備(例如在上文參照圖3論述的一個或多個處理器303等)上以生產(chǎn)機器，使得在計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上執(zhí)行的指令形成用于實現(xiàn)在流程圖框或多個框中規(guī)定的功能的手段。這些計算機程序指令還可存儲在非暫時性計算機可讀存儲器中，其可以指導(dǎo)計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備(例如，圖3的一個或多個處理器30 采用特別的方式起作用，使得存儲在計算機可讀存儲器中的指令產(chǎn)生包括用于實現(xiàn)流程圖框或多個框中規(guī)定的功能的計算機可讀指令的制品。計算機程序指令還可裝載到計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上以使一系列操作步驟在計算機或其他可編程設(shè)備上進行以產(chǎn)生計算機實現(xiàn)的過程， 使得在計算機或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實現(xiàn)流程圖框或多個框中規(guī)定的功能的步驟。因此，框圖和流程示的框支持用于進行規(guī)定功能的手段的組合、用于進行規(guī)定功能的步驟和用于執(zhí)行規(guī)定功能的指令手段的組合。還將理解，框圖和流程示的每個框以及在框圖和流程示中的框的組合可以由進行規(guī)定功能或步驟的專用的基于硬件的計算機系統(tǒng)、或?qū)Ｓ糜布陀嬎銠C指令的組合來實現(xiàn)。除非另外明確說明，本文闡述的任何方法決不是意在解釋為要求按特定順序進行它的步驟。因此，在方法權(quán)利要求沒有準(zhǔn)確地列舉要由它的步驟遵循的順序或在本權(quán)利要求或描述中沒有另外具體說明這些步驟不限于特定順序的情況下，決不是意在推斷順序 (在任何方面)。這適用于任何可能的非表達(dá)解釋基礎(chǔ)，其包括關(guān)于步驟安排或操作流程的邏輯事宜；從語法組織或標(biāo)點符號得到的顯然意義；在該說明書中描述的實施例的數(shù)量或類型。在整個本申請文件，可引用各種出版物。因此這些出版物的公開整體上通過引用并入該申請中以便更充分地描述方法和系統(tǒng)所屬領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展水平。本發(fā)明的這些實施例所屬領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員將得益于在前述說明和關(guān)聯(lián)的圖中提出的教導(dǎo)想到本文闡述的本發(fā)明的許多修改和其他實施例。因此，要理解本發(fā)明的實施例不限于公開的特定實施例并且修改和其他實施例規(guī)定為包括在附上的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。 此外，盡管前述說明和關(guān)聯(lián)的圖在元素和/或功能的某些示范性組合的上下文中描述示范性實施例，應(yīng)該意識到元素和/或功能的不同組合可由備選實施例提供而不偏離附上的權(quán)利要求的范圍。在這方面，例如，還預(yù)想與上文明確描述的那些不同的元素和/或功能的組合，如可在附上的權(quán)利要求的一些中闡述的。盡管本文采用特定術(shù)語，它們僅在一般和描述意義上使用并且不是為了限制的目的。部件列表
102機器104能量采集裝置106監(jiān)測系統(tǒng)108處理器110網(wǎng)絡(luò)301計算機302人機接口303處理單元304大容量存儲裝置305操作系統(tǒng)306相關(guān)軟件307監(jiān)測數(shù)據(jù)308網(wǎng)絡(luò)適配器309顯示適配器310輸入/輸出接口311顯示裝置312系統(tǒng)存儲器313系統(tǒng)總線314一個或多個遠(yuǎn)程計算裝置或客戶端315網(wǎng)絡(luò)
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)，其包括機器(102)或過程中的至少一個；處理器(108)；和與所述機器(10 或過程關(guān)聯(lián)的能量采集裝置(104)，其從所述機器(10 或過程形成輸出，其中所述處理器(108)配置成使用所述能量采集裝置(104)的輸出來確定所述機器 (102)或過程的操作狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其進一步包括監(jiān)測系統(tǒng)(106)，其中由所述處理器(108) 將所述監(jiān)測系統(tǒng)(106)的一個或多個輸出與由所述能量采集裝置(104)的輸出所確定的所述機器(102)或過程的操作狀態(tài)相關(guān)，并且其中所述監(jiān)測系統(tǒng)(106)包括狀況監(jiān)測系統(tǒng)、振動監(jiān)測系統(tǒng)、熱監(jiān)測系統(tǒng)、噪聲監(jiān)測系統(tǒng)、電參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)、性能監(jiān)測系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、 過程監(jiān)測系統(tǒng)及其組合中的一個或多個。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述處理器(108)將所述監(jiān)測系統(tǒng)(106)的一個或多個輸出與由所述能量采集裝置(104)的輸出確定的所述機器(10 或過程的操作狀態(tài)相關(guān)的步驟包括所述處理器(108)確定所述監(jiān)測系統(tǒng)(106)的一個或多個輸出是在所述機器(10 或過程處于由所述能量采集裝置(104)的輸出所確定的第一操作狀態(tài)的時間期間還是在所述機器(10 或過程處于由所述能量采集裝置(104)的輸出所確定的第二操作狀態(tài)的時間期間產(chǎn)生。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項所述的系統(tǒng)，其中所述能量采集裝置(104)從由壓電裝置、 熱電裝置、溫差電裝置、微型風(fēng)力渦輪機、靜電裝置、動力裝置、振動裝置組成的組中選擇。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個機器(102)或過程從由電動馬達(dá)、發(fā)電機、內(nèi)燃引擎、噴氣式引擎和渦輪機組成的組中選擇。
6.如權(quán)利要求1-5中任一項所述的系統(tǒng)，其中用于確定所述機器(102)或過程的操作狀態(tài)的所述能量采集裝置(104)的輸出包括電壓輸出或電流輸出。
7.一種方法，其包括從與機器(10 或過程中的至少一個關(guān)聯(lián)的能量采集裝置(104)接收來自所述能量采集裝置(104)的輸出，其由所述機器(10 或過程形成，其中所述輸出用于確定所述機器 (102)或過程的操作狀態(tài)；從與所述機器(10 或過程關(guān)聯(lián)的監(jiān)測系統(tǒng)(106)接收來自所述監(jiān)測系統(tǒng)(106)的一個或多個輸出；以及由處理器(108)將所述監(jiān)測系統(tǒng)(106)的所述一個或多個輸出與由所述能量采集裝置 (104)的所述輸出確定的所述機器(10 或過程的操作狀態(tài)相關(guān)。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中從與所述機器(102)或過程關(guān)聯(lián)的監(jiān)測系統(tǒng)(106) 接收來自所述監(jiān)測系統(tǒng)(106)的一個或多個輸出的步驟包括接收來自狀況監(jiān)測系統(tǒng)、振動監(jiān)測系統(tǒng)、熱監(jiān)測系統(tǒng)、噪聲監(jiān)測系統(tǒng)、電參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)、性能監(jiān)測系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、 過程監(jiān)測系統(tǒng)或其組合中的一個或多個的所述一個或多個輸出。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其中由所述處理器(108)將所述監(jiān)測系統(tǒng)(106)的所述一個或多個輸出與由所述能量采集裝置(104)的所述輸出確定的所述機器(10 或過程的操作狀態(tài)相關(guān)的步驟包括確定所述監(jiān)測系統(tǒng)(106)的所述一個或多個輸出是在所述機器 (102)或過程處于由所述能量采集裝置(104)的輸出確定的第一操作狀態(tài)的時間期間還是在所述機器(10 或過程處于由所述能量采集裝置(104)的輸出確定的第二操作狀態(tài)的時間期間產(chǎn)生。
10.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中從與機器(102)或過程關(guān)聯(lián)的能量采集裝置(104) 接收輸出的步驟包括接收來自能量采集裝置(104)的所述輸出，能量采集裝置(104)從由壓電裝置、熱電裝置、溫差電裝置、微型風(fēng)力渦輪機、靜電裝置、動力裝置、振動裝置組成的組中選擇，并且其中從與機器(10 或過程關(guān)聯(lián)的能量采集裝置(104)接收輸出的步驟包括接收來自與機器(10 關(guān)聯(lián)的能量采集裝置(104)的所述輸出，機器(10 從由電動馬達(dá)、發(fā)電機、內(nèi)燃引擎、噴氣式引擎和渦輪機組成的組中選擇。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于監(jiān)測目的的機器操作狀態(tài)的檢測的方法和系統(tǒng)。本文描述的本發(fā)明的實施例使用能量采集裝置(104)的輸出作為與該能量采集裝置(104)關(guān)聯(lián)的機器(102)、裝置或過程的操作狀態(tài)的指示。在一個方面中，描述系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括機器(102)或過程中的至少一個、處理器(108)和與該機器(102)或過程關(guān)聯(lián)的能量采集裝置(104)。該處理器(108)配置成使用由該機器(102)或過程形成的該能量采集裝置(104)的輸出來確定該機器(102)或過程是處于第一操作狀態(tài)還是第二操作狀態(tài)。
文檔編號G01D21/00GK102564489SQ201110403168
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者R·V·詹森 申請人:通用電氣公司