紧凑型独立状态监测设备 相关申请的交叉引用
本申请要求 2007 年 10 月 5 日提交的临时专利申请 No.60/997,911 的权益， 在此 通过引用并入其全部内容。
技术领域
本发明涉及用于第一设备监测第二设备的操作的方法和设备， 包括对泵、 风扇、 压 缩机、 涡轮或者机械设备的其他旋转或者往复工件的监测 ； 更具体地， 涉及用于监测泵的可 自由使用的、 紧凑型、 独立的、 电池驱动的警示和警报状态监测设备。 背景技术
旋转设备的温度和振动监测是用于确定旋转设备的状态的已知并且可接受的方 法。 ●作为诊断工具的设备温度测量的实现简单且相对廉价。 温度信息仅可作为设备 状态的运行 / 不运行指示。
●振动监测是一种用于获取旋转设备状态的可接受的被证实的诊断工具。 对机器 振动的周期性监测是工业中预防性维护程序中的主要组成部分。 振动监测可以检测的状态 是轴承状态、 轴的直度、 失衡状态、 未校准状态、 损耗、 产品建立、 过程改变、 侵蚀以及松动。 振动监测设备可以是昂贵的， 价值数万美元。 这样， 只有非常昂贵的旋转设备才具有附接的 监测器以进行连续监测。一个典型的化工厂具有 1000 个安装和运转的泵。在典型的化工 厂中， 可能不到 10 个泵或者旋转设备满足配备专用振动监测器的开支标准。对于未达到连 续振动监测开支要求的 99％的旋转设备来说， 既没有采用振动测量， 也没有采用使用昂贵 的便携振动设备和人工劳动开支的巡视振动程序。 周期性监测要求训练有素的人员以持续 方式采集振动， 并且及时地分析所采集的数据以确定设备的状态。采集振动数据的多数工 厂没有以及时的方式来分析振动数据的工作人员， 并且无法在灾难性故障出现之前捕获问 题。数据被作为事后的事件而分析， 这对于防止故障而言为时过晚。振动分析应当被用作 预测性工具， 以给出即将发生的故障的早期警示， 使得可以执行维护以便将设备和产品的 损失最小化。
例如， 利用便携式手持振动和 / 或温度仪器对设备进行周期性人工监测是现有技 术中已知的。 特别地， 对诸如泵等设备的人工监测通常根据工厂的维护日程来进行， 例如每 4-6 周一次。然而， 该时段可以变化。人工监测的缺点在于， 其仅提供对执行测量的时刻的 泵状态的测量。技术人员必须接受充分的训练才能操作相对昂贵的设备， 并且必须检查所 有单元以确定是否存在问题。泵的状态可能因系统混乱和 / 或操作员错误而变化。此类人 工系统不能提供连续监测， 并且由此不能优化预防性维护。
由此， 在业界需要一种技术或者易于使用的低成本设备， 用于接近连续地监测泵， 并根据对一个或者多个感测的物理参数来提供对泵操作状态的指示。
发明内容 本发明提供了一种新颖、 独特的方法和装置， 用于第一设备监测第二设备的操作， 该第二设备诸如泵、 扇、 压实机、 涡轮或者机械设备的其他旋转或者往复工件。
根据本发明的某些实施方式， 该方法特征在于 ： 在第一设备中感测在第一设备被 附接至待监测的第二设备之后的启动时刻的启动振动以及启动时刻之后的后续时刻的后 续振动水平二者， 并且提供启动振动水平信号和后续振动水平信号二者， 其中启动振动水 平信号包括第二设备启动振动水平的有关信息， 而后续振动水平信号包括第二设备后续振 动水平的有关信息 ； 以及在第一设备中， 基于启动振动水平信号相对于后续振动水平信号 的比较， 来监测第二设备的操作状态。
根据本发明的某些实施方式， 所述装置的形式可以是用于执行前述方法中步骤和 功能的一个或者多个模块和 / 或芯片集。
根据本发明的某些实施方式， 所述装置的形式还可以是用于监测设备 ( 诸如泵 ) 的可自由使用的、 紧凑型、 独立的、 电池驱动的警示和警报状态监测设备， 其特征在于具有 配置用于执行在此记载的功能的一个或者多个模块。
根据本发明的某些实施方式， 可自由使用的、 紧凑型、 独立的、 电池驱动的警示和 警报状态监测设备可以附接至或者安装至第二设备上， 例如附接在泵的轴承架上。
根据本发明的某些实施方式， 通过第一设备来监测第二设备可以包括以下一个或 者多个特征 ： 提供包含与第二设备的操作状态有关的信息的指示， 包括音频指示或者可视 指示或者其某些结合 ； 激活启动过程以便确定启动振动水平 ； 激活监测过程， 以便确定后 续振动水平， 并监测第二设备 ； 周期性地使第一设备进入低功率模式以便节能 ； 或者其某 些组合。
根据本发明的某些实施方式， 启动振动水平可以基于沿第二设备的一个或者多个 轴而测量的多个感测到的启动振动水平来确定， 并且还可以被确定在具有最低可能预定启 动振动水平和最高可能预定振动水平的范围之内。
根据本发明的某些实施方式， 启动振动水平可以以第二设备在启动时刻的操作为 基础， 从而对于第二设备是唯一的。
根据本发明的某些实施方式， 本发明的形式可以是一种具有计算机可执行组件的 计算机可读存储介质， 当计算机可执行组件在计算机处理器上执行时， 用于执行一种方法， 包括 ： 在第一设备中感测在第一设备被附接至待监测的第二设备之后的启动时刻的启动振 动以及该启动时刻之后的后续时刻的后续振动水平二者， 并且提供启动振动水平信号和后 续振动水平信号， 启动振动水平信号包括第二设备的启动振动水平的有关信息， 而后续振 动水平信号包括第二设备的后续振动水平的有关信息 ； 以及在第一设备中， 基于启动振动 水平信号相对于后续振动水平信号的比较， 来监测第二设备的操作状态。
作为示例， 对一个或者多个所感测振动水平的评估可以通过监测设备本身中包含 的一个或者多个模块来实现 ； 当然， 如下实施方式也是可以想到的 ： 一个或者多个感测振 动水平被提供至另一设备进行评估， 以及从其他设备接收回一个或者多个信号， 所述信号 包含用于提供设备操作状态指示的信息。 此类信号在此类设备之间的提供可以经由硬连线 或者无线信号配置来实现。
实际上， 本发明提供了用于以非常低成本、 紧致型配置来监测振动的新颖、 独特的
方法和装置。 这是一种在化工厂中提供对每个泵或者旋转设备工件进行连续监测的经济的 方法。状态监测器可以使用针对自动化工业而部署的低成本的微电子机械系统 (MEMS)、 甚 低电功率微处理器以及最新的电池技术， 将其结合到提供对设备问题的早期警示的新颖、 经济的设备中。本发明将对设备进行连续监测的成本从数万美元降低至数百美元。低成本 使得可以将本发明安装在工厂中的每个选定机器上并且受益于连续监测， 而无需过高的成 本。低电功率需求允许电池操作的较长寿命。这允许没有外部配线的小型、 独立的密封单 元， 以及与待监测设备的简单的机械螺钉附接。
多数旋转设备 ( 特别是离心泵 ) 在 600 到 3600 转每分钟 (rpm) 之间旋转。在此 典型速度范围中诊断设备时， 最有用的振动测量是对速度的测量。本发明使用电路将来自 微电子机械设备 (MEMS) 的电子输出转换为与泵的振动速度成比例的电压。作为速度而测 量的设备振动被普遍地用来评定机器状态。除了低成本以外， 本发明提供简单的设置和操 作， 无需专门的分析技术人员来确定设备状态。设备不需要训练有素的设备专家来解译设 备状态。在泵附近走动的任何人都可以通过对监测器上发光二极管的可视观察 ( 绿灯闪烁 表示正常， 红灯闪烁表示警报 ) 来确定泵的状态。该可视观察不限于发光二极管。可视观 察的其他实施方式可以是 LCD 显示器或者其他可视方式。设置警报水平与开启监测器一样 简单。 当监测器被激活时执行第一功能， 用以跟踪当前振动水平， 并且使用该基线水平来设 置警报振动水平。警报水平被存储在微处理器的存储器中。将后续振动水平测量值与该警 报水平进行比较， 并且表示出机器状态。振动警报水平对于机器和设施操作状态来说是唯 一的。警报水平不是预定的， 而是基于特定设施在启动时唯一地确定。 还可以想到如下实施方式， 其中微处理器对表示机器振动的电子波形进行处理， 并且还监测来自温度感测器的电子输出 ； 当振动或者温度的警报水平被超过时， 触发形式 上为闪烁的红色发光二极管的警报通知， 或者在机器低于警报水平时闪烁绿色发光二极 管。
附图说明 附图包括以下图示 ：
图 1 是根据本发明某些实施方式的用于监测第二设备的第一设备的框图 ；
图 2 是根据本发明某些实施方式的可自由使用的、 紧凑型、 独立的、 电池可操作的 警示和警报状态监测设备的功能框图 ；
图 3a 和图 3b 是具有根据本发明某些实施方式的方法步骤的逻辑流程图 ；
图 4 是具有根据本发明某些实施方式的方法步骤的逻辑流程 ；
图 4a 是具有图 4 所示方法中的 LED 闪烁的相关步骤的流程图 ；
图 4b 是具有图 4 所示方法中的模式选择的相关步骤的流程图 ； 以及
图 4c 是具有图 4b 所示流程图中的基线振动测量的相关步骤的流程图。
具体实施方式
图 1 示出了形式上为第一设备 10 的基本发明， 该第一设备 10 监测第二设备 20 的 操作， 该第二设备诸如泵、 扇、 压实机、 涡轮或者机械设备的其他旋转或者往复工件。 如所示 出， 第一设备 10 可以附接或安装在第二设备 20 上， 例如， 第一设备 10 可以通过某种附接部件 18 而附接至第二设备 20( 诸如， 泵 ) 的轴承架 ( 未示出 )。第一设备 10 被设计为可自由 使用的、 紧凑型、 独立、 廉价的、 电池驱动的警示和警报状态监测设备。附接部件 18 可以采 取粘合剂、 环氧树脂、 紧固件等形式， 本发明的范围不限于现在已知或者将来开发的任何特 定类型或者种类的附接部件， 也不限于将第一设备与第二设备耦合在一起的总体方式。
第一设备 10 包括感测模块 12、 监测模块 14 以及其他模块 16。
感测模块 12 可以包括一个或者多个模块， 其配置用于 ： 感测在第一设备附接至待 监测的第二设备之后的启动时刻的启动振动， 以及启动时刻之后的后续时刻的后续振动水 平二者 ； 以及提供启动振动水平信号和后续振动水平信号， 其中启动振动水平信号包括第 二设备的启动振动水平的有关信息， 而后续振动水平信号包括第二设备的后续振动水平的 有关信息。用于感测振动水平的技术是现有技术中已知的， 并且本发明的范围并不限于现 在已知或者在未来后续开发的任何特定类型或者种类。 根据本发明的技术确保启动振动水 平基于第二设备在启动时刻的操作， 从而对于第二设备而言是唯一的， 这不同于与第二设 备的当前操作状态无关的某些厂方设置和 / 或预定水平。
监测模块 14 可以包括一个或者多个模块， 其配置用于 ： 根据基于启动振动水平信 号相对于后续振动水平信号的比较， 在第一设备中监测第二设备的操作状态。由第一设备 监测第二设备可以包括以下一个或者多个 ： 提供第二设备的操作状态的有关信息的指示， 包括音频指示或者可视指示或者其某种结合 ； 激活启动过程， 以便确定启动振动水平 ； 激 活监测过程， 以便确定后续振动水平并且监测第二设备 ； 周期性地使第一设备进入低功率 模式以便节能 ； 或者其某些组合。 根据本发明的某些实施方式， 启动振动水平可以基于沿着第二设备的一个或者多 个轴而测量的多个所感测的启动振动水平来确定。 例如， 如果感测到启动振动水平是 0.135 英寸 / 秒， 则可以将启动振动水平确定为 0.270 英寸 / 秒， 实际上是乘以 2 倍的倍数 ( 也即， 倍增感测到的振动 )。在操作中， 当感测到后续振动水平时， 将其与 0.270 英寸 / 秒进行比 较， 并且如果超过， 则监测模块 14 可以发出警报或者警示状态的指示。本发明的范围不受 限于任何特定的倍数， 而是可以包括其他倍数， 诸如 1.5 倍、 1.75 倍、 2.5 倍等。
此外， 根据本发明的某些实施方式， 还可以将启动振动水平确定在具有最低可能 预定启动振动水平和最高可能预定振动水平的范围之内。例如， 如果感测到启动振动水平 是 0.001 英寸 / 秒 ( 非常低 )， 则可以将启动振动水平确定为 0.125 英寸 / 秒， 并且有效地 将该值设置为最低可能预定启动振动水平。备选地， 如果感测到 0.3000 英寸 / 秒 ( 非常 高 ) 的启动振动水平， 则可以将启动振动水平确定为 0.500 英寸 / 秒， 并且有效地将该值设 置为最高可能预定启动振动水平。
其他模块 16 可以包括现有技术中已知的一个或者多个模块， 其配置用于执行其 他功能， 而其并不形成基本发明的部分， 由此在此不详细描述， 该一个或者多个模块包括但 不限于 ： 功率模块， 用于为第一设备供电 ； 其他感测模块， 配置用于感测一个或者多个其他 参数 ( 例如， 温度 ) 并且据此来监测第二设备 20 ； 以及现在已知或者将在未来开发的其他 模块。
模块 12 和 14 可以使用硬件、 软件、 固件或者其结合来实现， 当然， 本发明并不限于 任何特定的实施方式。在典型软件实现中， 此类模块将是基于一个或者多个微处理器的架 构， 其具有微处理器、 随机访问存储器 (RAM)、 只读存储器 (ROM)、 输入 / 输出设备以及将其
连接的控制、 数据和地址总线。本领域技术人员将能够把此类基于微处理器的实现编程为 执行在此描述的功能而无需进行过度实验。 本发明的范围并不局限于使用已知的或者在未 来开发的技术的任何特定实现。按照上文描述， 可以设想如下实施方式， 即模块 12 和 14 的 功能在一个或者多个其他模块 16 内实现。
此外， 本发明的范围旨在包括 ： 模块 12 或者 14 是独立的模块， 或者代之以形成一 个或多个此类其他模块 16 的部分。换言之， 本发明的范围并不局限于在何处实现模块 12 或者 14 的功能。
根据本发明的某些实施方式， 模块 12 或者 14 的形式可以是执行其功能的芯片集。
图2： 功能性框图
图 2 以示例的方式示出了第一设备 10( 图 1) 的一个实施方式的功能框图， 该第一 设备 10 的形式是紧凑型的独立监测设备， 并且总体上被指示为 100， 其可以固定至泵轴承 架， 测量振动和温度， 以及使用发光二极管来指示状态。下面是对图 2 所示的功能性模块的 描述， 其自顶至下操作。
位于监测设备 100 中的加速度计 102、 104 以 g 为单位来测量加速度。一个加速度 计测量沿垂直泵方向的振动， 而另一感测器测量沿水平泵方向的振动。该设备不限于两个 轴的振动， 作为一个实施方式， 还可以设想到三个轴的振动。与以 g 为单位的加速度成比 例的电压被输出至相关联的操作放大器 112、 114， 其配置为滤波器。相关联的操作放大器 112、 114 将 G 转换至英寸 / 秒， 并且将其提供给微处理器单元 108， 以作为表示振动 ( 以英 寸 / 秒为单位 ) 的电压输出。 实际上， 操作放大器 / 滤波器 112、 114 的输出是与以英寸 / 秒 为单位的加速度成比例的模拟电压。微处理器单元的模拟到数字硬件对每个操作放大器 / 滤波器 112、 114 的输出进行采样。如所示出， 对于每个加速度计 102、 104， 存在独立的操作 放大器 / 滤波器 112、 114， 当然本发明不限于此。此外， 加速度计和操作放大器是现有技术 中已知的， 而本发明的范围不限于现在已知或者将在未来开发的任何特定类型或者种类。
设备 100 还具有用于温度的感测器 106， 其中温度输出的形式是与泵轴承架温度 成比例的模拟电压。温度感测器 106 的输出也由微处理器单元的模拟到数字硬件进行采 样。
电池 110 为微处理器单元 108、 操作放大器 112 和 114、 温度感测器 106、 发光二极 管 (LED)120、 122、 124 以及磁激活开关 118 供电。设备或者单元 100 完全独立地位于用于 附接至第二设备 20( 图 1) 的壳体之内。
磁激活开关 118 可以是例如霍尔效应固态开关， 其用于人机输入设备， 用以从微 处理器单元 108 的低功率模式 ( 休眠 ) 将其唤醒并且设置模式， 以及使微处理器返回休眠。 本发明不限于霍尔开关， 而是可以包括用于 “打开” 设备的其他方法， 其诸如光电池、 红外设 备、 LED 或者简单开关。
微处理器单元 108 监测磁激活开关 118， 采样来自滤波器 112、 114 和感测器 106 的 信号， 执行逻辑算法， 并且激活 LED 以指示泵的状态。
LED 120、 122、 124 是人机输出设备， 用于报告泵的状态和模式设置。
图 3a、 图 3b ： 一个实施方式
图 3a 和图 3b 示出了根据本发明某些实施方式的方法的逻辑流程图， 其总体上被 指示为 200， 并且具有步骤 200a、 200b、 ...、 200n1、 200n2。小型、 独立的状态监测设备 10、 100 通常被固定至泵轴承架 ( 推力轴承末端 ) 以及 泵上的另一适合位置， 并且提供对轴承壳体振动和温度的紧密的连续监测。 可自由使用的、 紧凑型、 独立、 电池驱动的警示和警报状态监测设备可以按照保护温度读取没有偏差和物 理破坏的方式安装到轴承架 ( 诸如凹陷 ) 上， 并且安装在监测推力轴承处的温度以及两个 或更多轴振动的区域中。
通常， 在监测设备中， 可以每隔几分钟 ( 例如， 3 分钟 ) 执行一次采样， 当然， 本发明 不限于任何特定的采样时间间隔。监测设备使 LED( 例如， 绿色 LED) 闪烁， 来指示泵振动 / 温度处于正常操作范围。如果振动或者温度之一超过警报阈值， 则例如红色 LED 的 LED 将 闪烁， 以指示存在警报状态。 不熟练的操作者继而可以较为频繁地可视化检查泵设施， 以确 定哪些泵处于危险状态， 从而可以执行预防性维护。
作为示例， 下面描述本发明某些实施方式的整体操作， 如下 ：
步骤 200a、 200b 以示例的方式示出了用于实现本发明的初始化的基本例程。
步骤 200c 是用于当霍尔感测器未激活或者霍尔感测器对于多于某个数目的 LED 闪烁序列 ( 例如， 3 次闪烁 ) 为活跃时， 使处理器进入低功率模式的例程。
步骤 200d 是用于确定霍尔感测器是否被激活的例程。如果霍尔感测器被激活并 且处理器处于低功率模式， 则执行步骤 200e、 200f、 200g、 200j、 200k。如果霍尔感测器被激 活并且处理器正在运行， 则执行步骤 200h， 该步骤是用于确定霍尔感测器是否针对多于某 个数目的 LED 闪烁序列为活跃的例程， 如上所述。 如果霍尔感测器针对少于某个数目的 LED 闪烁序列为活跃并且处理器正在运行， 则执行采样步骤 200i。
作为启动例程的部分， 执行步骤 200e、 200f、 200g、 200j， 以确定启动振动水平 ( 在 此还称为 “基线” 水平 )， 并且提供在步骤 200j 中设置的适当指示。
作为感测后续振动水平的部分， 执行步骤 200k、 2001， 用于提供包括后续振动水平 的有关信息的后续振动水平信号。
作为监测例程的部分， 执行步骤 200m、 200n、 200n1、 200n2， 用于对启动振动水平与 后续振动水平进行比较， 以及基于该比较来监测第二设备。
重点注意， 在图 3a、 图 3b 的步骤中记载的数值仅仅是作为示例而提供， 并不旨在 以任何方式作为限制。例如， 步骤 200f 提供采用 8 个采样周期来建立平均基线， 并且将警 报水平设置在 200％的倍率处。然而， 按照上述讨论， 可以使用其他数目的采样 ( 例如 4、 5、 6、 7、 9、 10 等 ) 或者使用其他倍率 ( 例如 150％、 250％等 ) 来构造实施方式。
当根据上述逻辑算法来进行操作时， 本发明提供较低成本的、 可自由使用的、 紧凑 型、 独立的、 电池驱动的警示和 / 或警报设备， 该设备基于对所感测的一个或者多个物理参 数的评估， 来提供关于操作状态的指示。
●监测设备可以感测温度和振动两者， 而不是像其他已知设备中那样只感测温 度。 温度是相对而言易于直接测量的参数。 振动测量较难测量， 这是由于其需要关于频率范 围的信号以及通过操作放大器集成器将 g 的加速度转换至英寸 / 秒的速度测量这些条件。
●监测设备是唯一的， 这归结于以下事实 ： 振动的基线测量是针对个体机器设施 和应用而定制的。这些阈值不是如同其他已知设备中那样事先预定， 而是针对特定的设施 和应用而确定的。每个设施都是唯一的。
●监测设备不像其他已知设备中那样提供控制 “切断开关” 功能。●监测设备主要意在监测泵， 尽管其还可以监测扇、 压缩机或者涡轮或者设备的 其他旋转工件。其他已知设备是专门设计用于监测电动机。
●监测设备不像其他已知设备那样具有数据日志功能。
●其他已知设备可以在各种应用中使用， 也即使用电力电动机的任何应用 ； 然而， 它们不能像本发明的监测设备那样监测从动设备。 单独监测驱动器并不能预测从动设备的 监测状态。
图 4 至图 4c ： 备选实施方式
图 4 至图 4c 示出了总体上指示为 300 的逻辑算法的备选实施方式， 其具有步骤 300a、 300b、 300c、 ...、 300w， 用于执行本技术的可自由使用的、 紧凑型、 独立的、 电池驱动 的、 微电子机械系统、 模拟 / 数字式 2 轴振动和温度监测和警示 / 警报设备。在将图 3a、 图 3b 中的逻辑算法与图 4 至图 4c 中的逻辑算法进行比较时， 显然， 图 4a 中的 LED 闪烁例程增 加了步骤， 并且整体增加了图 4b 中的选择模式例程。还略微修改了其他步骤。
下面以示例方式来描述本发明的某些实施方式的整体操作， 如下 ：
可以通过利用霍尔感测器传递小磁性来初始地激活监测设备 10、 100。监测设备 继而进入振动和温度的采样模式。 如果霍尔感测器再次被激活， 同时处于采样模式， 则监测 设备进入模式选择过程。LED 闪烁样式通过各种颜色和闪烁机制指示状态。例如， 当活跃 并且处于监测模式 ( 不存在提示或者警报 ) 时， 绿色 LED 每 3 秒闪烁一次。如果振动状态 超过基线设置、 默认振动提示设置、 LO HP 振动提示设置或者 HI HP 振动提示设置的 150％ ( 可选 )， 则将启动提示， 其包括每秒闪烁一次红色的 LED。如果振动状态超过基线设置、 默 认振动警报设置、 LO HP 振动警报设置或者 HI HP 振动警报设置的 200％ ( 可选 )， 则将启 动警报， 其包括每秒闪烁两次红色的 LED。 如果例如对于至少两个连续采样来说采样的振动 都超过选定的模式阈值， 则将启动提示或者警报的闪烁机制， 当然， 本发明的范围并不局限 于连续采样的数量。如果提示或者警报状态被触发， 则在 60 秒后执行下一采样。在提示或 者警报模式中， 一旦后续振动或者温度读数低于触发点， 则状态将返回正常 ( 绿色 LED 每 3 秒闪烁一次 )。如果提示和警报状态都存在， 则闪光机制应当是最严重的 “警报” 状态。在 此实施方式中， 在振动和温度状态之间没有区分 LED 闪烁序列， 当然， 可以设想到如下实施 方式， 即可以在振动和温度状态之间区分 LED 闪烁序列。
如果对于两个连续采样的采样温度都超过阈值， 则针对温度的闪烁机制也可以是 类似的。针对温度提示 / 警报状态的阈值固定如下 ：
如果两个连续采样超过例如约 175° F， 则应当启动提示。如果两个连续采样超过 例如约 185° F， 则应当启动警报。每 3 分钟对温度和振动进行采样一次， 除非存在提示 / 警报， 在这种情况下将在 60 秒之后进行下一采样。采样时间是 5-10 秒。
模式设置可以通过在正常模式 ( 绿色 LED 每 3 秒闪烁 ) 时利用霍尔感测器传递磁 性来实现。备选地， 可以使用现在已知或者将在未来开发的其他类型的感测器来代替霍尔 感测器， 以实现期望的触发并设置设备。在模式选择过程期间， 关闭采样。
在一个实施方式中， 存在图 4b 所示的 5 种模式， 可以进行如下选择 ：
■模式 1- 默认振动设置 ： 提示＞ 0.15 英寸 / 秒， 警报＞ 0.30 英寸 / 秒 ；
■模式 2- 低 HP 应用设置 ： 提示＞ 0.125 英寸 / 秒， 警报＞ 0.250 英寸 / 秒 ；
■模式 3- 高 HP 应用设置 ： 提示＞ 0.175 英寸 / 秒， 警报＞ 0.350 英寸 / 秒 ；■模式 4- 基线提示设置 ： 提示＞测量的基线值 ×1.5， 警报＞测量基线值 ×2。如 果＜ 0.125 英寸 / 秒， 则无提示 ； 如果小于 0.167 英寸 / 秒， 则无警报 ； 如果＞ 0.5 英寸 / 秒， 则持续警报 ；
■模式 5- 休眠 ： 处理器被置于休眠 ( 当泵不在进行服务以转换电池电源时 )。在 休眠模式中， 不保存设置或者基线值。注意， 在设备中选择模式 4 之后， 设置振动的基线设 置。在选择模式 4 之后， 将下一振动读数设置为基线。
通过观察红色 LED 的闪烁， 选择特定模式设置， 如下 ：
■对于模式 1 ： 闪烁 1 次 ；
■对于模式 2 ： 闪烁 2 次 ；
■对于模式 3 ： 闪烁 3 次 ；
■对于模式 4 ： 闪烁 4 次 ；
■对于模式 5， 闪烁 5 次。
还可以使用其他颜色或者闪烁的组合来实现上述功能。 这对于本领域技术人员是 易见的。一旦通过霍尔感测器传递磁性而选择了模式， 则绿色 LED 闪烁以确认该选择。如 果在设备通过 3 个完整模式设置循环之后还没有进行选择， 则将默认选择实际上在激活模 式设置菜单之前的模式。一旦退出模式设置菜单， 则再次打开采样模式。 节电特征每 30 分钟对电池电压和绿色 LED 电压进行一次采样， 其中如果 LED 电压 小于 1 伏， 则认为设备已经在黑暗中 ( 夜间 ) 安装， 或者如果 LED 电压大于 1 伏， 则认为设 备在阳光下 ( 日间 ) 安装。如果确定在黑暗中 ( 夜间 ) 安装， 则 LED“打开” 持续时间将减 少 50％。在明亮的阳光下， 绿色 LED 生成的电压大约是 1.5 伏。电池电压是 3 伏。
作为示例， 加速度计可以位于独立的板上， 其中该独立的板具有突起 ( 凸榫 )， 其 适于插在主板上的插槽 ( 榫槽 ) 中， 以用于安装或者焊接至加速度计器 / 板。加速度计板 的安装朝向是这样的 ： 其处于正确并且稳定的平面 ( 垂直于主处理器板 ) 中， 以便测量推力 轴承处的竖直和水平振动二者 ( 双轴振动 )。 两个板和加速度计被焊接， 以实现与加速度计 的电连接以及两个板之间的结构支撑二者。
作为示例， 温度测量可以通过集成电路温度测量设备来实现， 其中， 输出电压与温 度成反比。主板可以具有圆孔， 其沿热传导迹线排列， 并且电连接至温度测量设备。
主板中具有热传导迹线的圆孔容纳不锈钢 ( 或者其他传导性金属 ) 的带肩支座， 其与轴承架和热传导迹线直接接触。热量从轴承之间传导至支座， 并且沿着热传导迹线传 递至集成电路温度测量设备。温度补偿由软件来实现。
按照在此示出和描述的， 根据本发明的技术可以包括一个或者多个以下特征 ： 以 预定时间间隔采样一个或者多个物理参数 ； 提供一个或者多个物理参数在正常范围内的可 视指示 ； 使发光二极管 (LED) 利用某种预定颜色 ( 诸如红色或者绿色 ) 闪烁 ； 提供一个或 者多个物理参数超过预定阈值的音频指示或可视指示或者其某些组合， 从而指示存在提示 或者警报状态 ； 通过闪烁 LED 颜色 ( 诸如， 红色 ) 以及 LED 的序列样式来响应于振动和 / 或 温度提示或警报状态， 以向用户区分提示和警报状态 ； 通过利用感测器传递磁性， 来激活可 自由使用的、 紧凑型、 独立的、 电池驱动的警示和警报状态监测设备 ； 使用多个物理参数用 于监测设备的振动 ； 当感测的设备振动超过多个物理参数中的每一个时， 每秒以相应的预 定次数来闪烁不同的可视指示 ； 使用多个物理参数来监测设备的温度 ； 如果预定数目的连
续采样超过第一预定阈值温度值， 则启动提示 ； 如果预定数目的连续采样超过高于第一预 定阈值温度值的第二预定温度值， 则启动警报 ； 基于监测设备的状态， 以不同的频率采样一 个或者多个物理参数 ； 使用多个模式， 包括默认振动设置、 低马力 (HP) 设置、 高马力 (HP) 设 置、 基线设置、 休眠设置或者其某些组合 ； 通过利用感测器传递磁性来设置模式 ； 针对多个 模式中的每一个提供相应的可视指示 ； 使用可自由使用的、 紧凑型、 独立的、 电池驱动的警 示和警报状态监测设备中的加速度计来感测设备的振动 ； 使用可自由使用的、 紧凑型、 独立 的、 电池驱动的警示和警报状态监测设备中的集成电路温度测量设备来感测设备的温度 ； 通过可自由使用的、 紧凑型、 独立的、 电池驱动的警示和警报状态监测设备中所包含的一个 或者多个模块来进行评估 ； 向其他设备提供一个或者多个感测的物理参数以进行评估 ； 从 其他设备中接收返回的一个或者多个信号， 该信号包括用于提供设备操作状态的指示的信 息。
本发明还可以采用系统的形式， 该系统包括可自由使用的、 紧凑型、 独立的、 电池 驱动的、 微电子机械系统、 模拟 / 数字式 1 轴和 2 轴振动和温度监测和警示 / 警报设备， 该 设备以机械上得到保护并且没有偏差以保持温度读取完整性的方式安装在泵轴承架的平 坦部分上， 并且适于提供推力轴承温度以及 1 轴或者 2 轴振动。备选地， 设备可以被固定至 扇、 压缩机、 涡轮或者机械设备的其他旋转或者往复工件。此外， 尽管本发明是参照沿两个 轴测量振动而描述的， 但是本发明的范围并不旨在局限于此， 因为还可以设想到测量三个 轴的振动的实施方式。 可行实现
其他可行实现至少包括 ：
在期望本地振动和 / 或温度警示和警报的泵、 扇、 压缩机、 涡轮、 或者任何其他旋 转或者往复设备中的 1 轴或者 2 轴振动和温度监测。
发明范围
应当注意， 除非在此另外指出， 在此关于特定实施方式而描述的任何特征、 特点、 备选或者修改可以在任何其他实施方式中应用、 使用或进行组合。 另外， 在此的附图并非按 比例绘制。
尽管在此针对本发明的示例性实施方式描述并示出了本发明， 在此可以执行上述 内容以及各种其他的添加和省略， 并且由此并不脱离本发明所述的精神和范围。