為0. 5到2. Om而小于 大約3m的典型長(zhǎng)度的電纜18。圖2及3中所示的配置的優(yōu)勢(shì)中的一者在于在受監(jiān)視的裝 置或系統(tǒng)內(nèi)需要系統(tǒng)10的僅一個(gè)位置，其通常尤其產(chǎn)生較短走線長(zhǎng)度，這與用于基于加速 度計(jì)進(jìn)行監(jiān)視的大得多的裝置相反。
[0039] 在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)10不具有移動(dòng)部分以便避免內(nèi)部背景噪聲及振動(dòng)。同樣， 控制單元46具有快閃存儲(chǔ)器（圖中未圖示），這與硬盤驅(qū)動(dòng)器相反，且控制單元46可在無(wú) 用于其處理器的冷卻風(fēng)扇的情況下進(jìn)行配置?？刂茊卧?6用以識(shí)別受監(jiān)視的系統(tǒng)/裝置 的故障及/或有故障機(jī)械組件的存在，且使用頻譜分析給出對(duì)于可能的未來(lái)故障的預(yù)警， 如下文中所進(jìn)一步描述。
[0040] 將監(jiān)視系統(tǒng)10放置于被監(jiān)視的受監(jiān)視系統(tǒng)/裝置（或者在下文中被稱作"機(jī)械"） 附近，且執(zhí)行以下操作，如下文中所進(jìn)一步描述：
[0041] a)對(duì)饋送給機(jī)械的傳入電流的測(cè)量；
[0042] b)對(duì)電流測(cè)量的頻譜特征的分析；
[0043] c)執(zhí)行決策過(guò)程（"正常"/ "異常"操作）；及
[0044] d)將結(jié)果發(fā)送到中心站（即，圖中未圖示的控制中心）
[0045] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，為了補(bǔ)償測(cè)量的聲級(jí)頻譜特征，監(jiān)視系統(tǒng)10具有源自 機(jī)械的可選數(shù)據(jù)收集總線（圖式中未圖示）。收集的數(shù)據(jù)的實(shí)例尤其為：旋轉(zhuǎn)速度、轉(zhuǎn)矩、 空氣流速、環(huán)境壓力、環(huán)境溫度、高度/海拔、燃料消耗、縱橫搖或首搖角、速度或加速度。
[0046] 監(jiān)視系統(tǒng)10可包含具有抗混疊濾波器的數(shù)據(jù)獲取卡。數(shù)據(jù)獲取模塊可配置為高 性能聲音及振動(dòng)A/D測(cè)量卡。數(shù)據(jù)獲取卡為周邊組件互連（PCI)，所述PCI連接到無(wú)風(fēng)扇的 工業(yè)處理器中的PCI槽，但也可經(jīng)由USB 54進(jìn)行連接。
[0047] 通信單元48用以經(jīng)由電線或無(wú)線連接將最終診斷結(jié)果遞送到控制單元46。無(wú)線 連接可配置為IEEE 802. Iln WLAN或RF發(fā)射器/接收器、GPRS或衛(wèi)星通信。可經(jīng)由通信 單元48的遠(yuǎn)程連接監(jiān)視控制單元46。也可以經(jīng)由通信單元48更新監(jiān)視技術(shù)。
[0048] 如先前所指出，前置放大器42的輸出將信號(hào)遞送到模/數(shù)（A/D)轉(zhuǎn)換器44,所述 A/D轉(zhuǎn)換器經(jīng)配置以從電流傳感器14接收這些模擬信號(hào)。對(duì)電流傳感器14的輸出信號(hào)進(jìn)行 取樣，且通過(guò)具有合適取樣頻率的模/數(shù)（A/D)轉(zhuǎn)換器44將其轉(zhuǎn)換成一系列數(shù)字信號(hào)。接 著將數(shù)字信號(hào)遞送到控制單元46,所述控制單元經(jīng)配置以用于將頻譜分析應(yīng)用于由A/D轉(zhuǎn) 換器44輸出的信號(hào)，以確定機(jī)電機(jī)器旋轉(zhuǎn)部分中的至少一者的操作中的異常。模/數(shù)（A/ D)轉(zhuǎn)換器44耦合到控制單元46的微處理器（圖中未圖示），其中在預(yù)定周期內(nèi)存儲(chǔ)取樣 數(shù)據(jù)?？刂茊卧?6接著分析遞送的信號(hào)，使用數(shù)學(xué)及統(tǒng)計(jì)工具（例如，窄帶頻譜分析）與 從所提到的電相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，且識(shí)別具有故障的機(jī)械的特定部分，并識(shí) 別缺陷的類型。
[0049] 現(xiàn)在參看圖4到6,其為一起用以描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的最初檢查及接著監(jiān) 視具有周期性行為的電性連接系統(tǒng)（例如（但不限于）機(jī)械系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)部分）的方法的流 程圖。下文中參考圖2到3中所識(shí)別的元件描述所述方法。
[0050] 圖4中為展示算法100的示意性流程圖，所述算法為被執(zhí)行以最初確定被監(jiān)視的 系統(tǒng)（在此狀況下為電動(dòng)機(jī)）被視為"正常"還是"不正常"的一系列步驟。所述確定很重 要，因?yàn)楹罄m(xù)監(jiān)視步驟僅在與"正常"系統(tǒng)相比較時(shí)才是有效的。如果最初將系統(tǒng)確定為"不 正常"，那么必須進(jìn)一步檢查系統(tǒng)及/或其它動(dòng)作可為必要的。
[0051] 包含下文中被稱作"初始閾值檢查"的步驟的算法100優(yōu)選地花費(fèi)數(shù)分鐘且通常 小于幾小時(shí)來(lái)完成，這與可能花費(fèi)若干天完成的其它現(xiàn)有技術(shù)方法相反。用于確定根據(jù)本 發(fā)明的實(shí)施例的"正常"/ "不正常"系統(tǒng)的顯著降低的時(shí)間不僅節(jié)省了時(shí)間及資源分配，而 且本質(zhì)上促成了更可靠的確定，因?yàn)樗鱿到y(tǒng)自身可在擴(kuò)展測(cè)試/取樣期間經(jīng)歷改變。
[0052] 在算法100的步驟102及104中，相位1記錄及相位2記錄分別記錄了來(lái)自用于 示范性3相電動(dòng)機(jī)（圖中未圖示）的兩個(gè)電流相位的交流電源的模擬信號(hào)，如上文在圖2 及3中所描述。接著在應(yīng)用恒定參數(shù)的A/D轉(zhuǎn)換器44中將相應(yīng)記錄的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成離 散電流信號(hào)。參數(shù)表征模擬信號(hào)到離散信號(hào)的轉(zhuǎn)換的過(guò)程，即，取樣/監(jiān)視速率及經(jīng)歷轉(zhuǎn)換 的信號(hào)的時(shí)間周期，如所屬領(lǐng)域中已知的。典型監(jiān)視速率可為50KHz，且用于取樣的時(shí)間周 期的范圍可為大約1秒到24秒，其中最優(yōu)時(shí)間周期為大約12秒。
[0053] 在相應(yīng)步驟106及108中，當(dāng)前對(duì)分別記錄來(lái)自先前相應(yīng)步驟102及104的數(shù)字 信號(hào)的相位1積分及相位2積分求積分，以獲得表示實(shí)際相應(yīng)電流的數(shù)字值。然后，在步驟 110及112中，分別對(duì)積分結(jié)果執(zhí)行相位1高通濾波及相位2高通濾波，以有效地從積分移 除DC效果，如所屬領(lǐng)域中已知的。在步驟114中，此產(chǎn)生"電流數(shù)據(jù)的2個(gè)相位"（即，在后 續(xù)數(shù)學(xué)運(yùn)算及分析之前來(lái)自2個(gè)相位的初始數(shù)字化電流數(shù)據(jù)，如下文中所描述）。
[0054] 在步驟116 (有效性測(cè)試RMS與峰態(tài)）中，以統(tǒng)計(jì)方式變換來(lái)自步驟114的電流數(shù) 據(jù)的2個(gè)相位的數(shù)字電流數(shù)據(jù)，如所屬領(lǐng)域中已知的，其中RMS為第2力矩，且峰態(tài)為電流 數(shù)據(jù)的第4力矩。有效性測(cè)試結(jié)果經(jīng)評(píng)定為"是"或"否"，如所屬領(lǐng)域中已知的。
[0055] 如果步驟116的有效性測(cè)試結(jié)果為"否"，那么控制返回到步驟114,且評(píng)估下一信 號(hào)記錄。如果步驟116結(jié)果的有效性測(cè)試結(jié)果為"是"，那么根據(jù)以下操作將本信號(hào)結(jié)果傳 遞到步驟118 (特征提取類別1):
[0056] a.如所屬領(lǐng)域中已知的，根據(jù)下式使用上一個(gè)記錄的測(cè)量數(shù)字電流值（歸一化相 關(guān)C12 (f))創(chuàng)建頻譜：
[0057] C12 (f) = IP12 (f) I Vp11 (f) P22 (f)
[0058] 其中：
[0059] f =頻率
[0060] P12 =兩個(gè)信號(hào)（相位1及相位2)的互功率譜，
[0061] P11 =相位1的功率譜
[0062] P22 =相位2的功率譜
[0063] b.接著從對(duì)應(yīng)于平凡頻率的以上頻譜提取特征，且接著示意性地根據(jù)如下關(guān)系計(jì) 算所得頻譜的均方根：
[0064] C = RMS ( Σ c非平凡頻率）
[0065] 歸一化相關(guān)頻譜、具有所提取的對(duì)應(yīng)平凡頻率的頻譜及均方根計(jì)算（皆如上文所 描述）下文中被統(tǒng)稱為"初始電流信息"。
[0066] 在步驟118之后，控制轉(zhuǎn)到步驟120，C>初始閾值。在說(shuō)明書及所附權(quán)利要求書中 還將步驟118稱作"初始閾值檢查"。（下文中在圖7到11的描述之后的包含實(shí)例的初始 閾值的額外論述。）
[0067] 如果在步驟120中，"C>初始閾值？ "的答案為"否"，那么受監(jiān)視的電動(dòng)機(jī)沒問(wèn)題， 且初始閾值檢查是成功的?？刂妻D(zhuǎn)到步驟122,繼續(xù)進(jìn)行。當(dāng)前發(fā)生被監(jiān)視的系統(tǒng)的訓(xùn)練、 建模及常規(guī)監(jiān)視，如下文中在圖5中所展示的算法130中所描述。
[0068] 如果步驟120的結(jié)果為"是"，那么受監(jiān)視電動(dòng)機(jī)有問(wèn)題（即，初始閾值檢查不成 功），且控制轉(zhuǎn)到步驟124,停止/復(fù)檢。起始電動(dòng)機(jī)的故障/異常操作的警報(bào)及/或另一 指示（圖中未圖示）。不執(zhí)行電動(dòng)機(jī)的進(jìn)一步訓(xùn)練/測(cè)試直到發(fā)現(xiàn)問(wèn)題為止。在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題 時(shí)，且在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的情況下，算法100以步驟102及104重新開始。初始閾值檢查的性能用 以節(jié)省訓(xùn)練最初并未展現(xiàn)正常特性的電動(dòng)機(jī)所花費(fèi)的寶貴資源及時(shí)間。
[0069] 在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，步驟124可包含如下文中參看圖7到11所描述的一或 多個(gè)額外閾值。
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