用于識別和監(jiān)控狀態(tài)的方法和設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種狀態(tài)識別和狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)(100)，其用于至少短暫地，必要時周期性地，優(yōu)選甚至永久地在值、信號或數(shù)據(jù)技術(shù)上檢測和監(jiān)控至少一個結(jié)構(gòu)組件(K)或部件或者甚至該結(jié)構(gòu)組件或部件的子元件、尤其是例如在風(fēng)力機(jī)組中或上的至少一個軸承或轉(zhuǎn)動連接件的狀態(tài)參數(shù)；本發(fā)明還涉及一種附屬的方法，其特征在于具有至少一個、優(yōu)選多于兩個安裝或安設(shè)到結(jié)構(gòu)組件(K)或部件上的接觸傳感器(3)，該接觸傳感器優(yōu)選可以直接或間接地安裝或安設(shè)在安設(shè)位置(A)上、尤其是該結(jié)構(gòu)組件(K)的平坦或倒圓的表面(1)或輪廓處或上，例如可以借助螺紋連接/插接/熔焊/釬焊/粘接或夾緊安裝或安設(shè)在風(fēng)力機(jī)組中的軸承環(huán)附近，優(yōu)選大滾動軸承的凸鼻環(huán)或承載環(huán)或保持環(huán)附近，替選地該接觸傳感器可以直接安裝或安設(shè)在風(fēng)力機(jī)組的葉片軸承、主軸承或塔軸承的至少一個內(nèi)表面或外表面處或上。
【專利說明】用于識別和監(jiān)控狀態(tài)的方法和設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種狀態(tài)識別和狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，其用于至少短暫地，必要時周期性地， 優(yōu)選甚至永久地在值、信號或數(shù)據(jù)技術(shù)上檢測和監(jiān)控至少一個結(jié)構(gòu)組件或部件，或者甚至 該結(jié)構(gòu)組件或部件的子元件、尤其是例如在風(fēng)力機(jī)組中或上的至少一個軸承或轉(zhuǎn)動連接件 的狀態(tài)參數(shù)，以及本發(fā)明還涉及一種附屬的方法。本發(fā)明的特征在于具有至少一個安裝或 安設(shè)在結(jié)構(gòu)組件或部件上的接觸傳感器，該接觸傳感器優(yōu)選可以直接或間接地安裝或安設(shè) 在安設(shè)位置上、尤其是該結(jié)構(gòu)組件的平坦或倒圓的表面或輪廓處或上，例如可以借助您接/ 插接/熔焊/釬焊/粘接或夾緊安裝或安設(shè)在風(fēng)力機(jī)組中的軸承環(huán)附近、優(yōu)選大滾動軸承 的凸鼻環(huán)或承載環(huán)或保持環(huán)附近，替選地，該接觸傳感器可以直接安裝或安設(shè)在風(fēng)力機(jī)組 的葉片軸承、主軸承或塔軸承的至少一個內(nèi)表面或外表面處或上。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)今的轉(zhuǎn)動連接件和滾動軸承、例如風(fēng)力機(jī)組中的大滾動軸承根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)應(yīng)該 始終以潤滑劑（油或脂）進(jìn)行潤滑以例如減少摩擦，以便避免軸承卡住，并且因此實現(xiàn)軸承 和滾道系統(tǒng)部件的盡可能高的使用壽命。
[0003] 很多軸承和機(jī)組制造商提出了吸引人的技術(shù)解決方案，以便可以檢測和監(jiān)控潤滑 不足和磨損問題，這些問題會導(dǎo)致軸承和轉(zhuǎn)動連接件和其滾道系統(tǒng)部件提前出現(xiàn)故障。EP 2153077B1例如描述了用于借助通過電感式耦合器傳遞電能來識別和監(jiān)控滾動軸承中的 損壞的設(shè)備。
[0004]EP2306006例如以如下方式具有用于風(fēng)力渦輪機(jī)的狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，S卩，使用多個 能夠監(jiān)控風(fēng)力渦輪機(jī)運行的加速傳感器。監(jiān)控時間看來是集中在整個機(jī)組中，而不是其部 分區(qū)域上。相反地，EP0529354涉及用于監(jiān)控滾動軸承本身的設(shè)備，其中，傳感器布置在滾 動體之間的滾動體結(jié)構(gòu)空間內(nèi)，其數(shù)據(jù)應(yīng)該在電磁路徑上傳遞。最后，EP0637734示出用 于測量作用到滾動軸承上的負(fù)載的監(jiān)控系統(tǒng)，其中，該測量應(yīng)該在借助使用線圈的電感路 徑上進(jìn)行，并且使用處于滾道系統(tǒng)內(nèi)的傳感器。
[0005] 其中僅少數(shù)檢測和監(jiān)控系統(tǒng)在技術(shù)上也是成熟的。其中大部分系統(tǒng)不完全適用于 實踐中。因此，在軸承和轉(zhuǎn)動連接件技術(shù)中，例如在使用在風(fēng)能機(jī)組的滾動軸承中的情況 下，至今其中少數(shù)系統(tǒng)實際上得到普遍使用。
[0006] 然而，風(fēng)能機(jī)組的很多制造商和運營商考慮的是，例如以如下方式解決潤滑不足 和由此導(dǎo)致的磨損問題，即，確保新鮮的潤滑劑的永久輸送。WO2010/125000描述了用于風(fēng) 能機(jī)組的軸承和液體容器（英語'fluidcanister(液體罐）")，該液體容器安裝在外軸承 環(huán)的周邊上，以便可以給軸承提供新鮮的潤滑劑。最后，2002年的優(yōu)先權(quán)文獻(xiàn)EP1273814 例如也描述了用于改進(jìn)滾動軸承、尤其是應(yīng)用在風(fēng)力渦輪機(jī)中的軸承的潤滑的設(shè)備。在每 個構(gòu)思中，多個分別填充有潤滑劑的潤滑劑箱部段式地安裝在軸承環(huán)上，以便將潤滑劑在 需要時注入軸承的滾道系統(tǒng)中。控制潤滑劑的注入例如通過中心潤滑機(jī)組（ZSA)進(jìn)行。也 就是說，在這里找到了受控的潤滑劑輸送。從軸承或轉(zhuǎn)動連接件中輸出使用過的舊的潤滑 劑多次通過排放的密封件進(jìn)行。通常不發(fā)生"感應(yīng)"，即傳感檢測軸承中的實際的潤滑效果、 尤其是在具有后置的調(diào)節(jié)電路的電或電子路徑上傳感檢測。軸承和滾道系統(tǒng)部件中的潤滑 和磨損狀態(tài)的良好監(jiān)控的實現(xiàn)事實上是很重要的，這是因為監(jiān)控和磨損傳感器件本身必須 經(jīng)常安設(shè)到滾道系統(tǒng)本身中。這種監(jiān)控和磨損傳感器件現(xiàn)在通常大部分由電子或機(jī)電部件 構(gòu)成。
[0007] 然而，必須在滾道系統(tǒng)的不利的條件下存在的電子器件在實踐中要滿足對抵抗周 圍環(huán)境影響（例如高的溫度差）的穩(wěn)定性、抵抗高壓的耐久性的非常高的要求；對抵抗機(jī)械 負(fù)載（例如作用的拉力和壓力以及扭力）的穩(wěn)定性的高要求；以及最后對抵抗流體（油、潤 滑劑）的穩(wěn)定性的高要求。在實踐中，在滾道系統(tǒng)中具有電子器件或電子部件的軸承和轉(zhuǎn) 動連接件技術(shù)的發(fā)明具有這些電子器件或傳感器件的提高的故障率。
[0008] 這些要求例如與對周圍環(huán)境的例如可以在針對汽車電子器件的要求標(biāo)識中找到 的要求相似。
[0009] 對此出現(xiàn)的困難是，在時間過程中隨著軸承或轉(zhuǎn)動連接件的耗損產(chǎn)生的可能的碎 肩或碎塊可以"松散地"在滾道系統(tǒng)中運動，并且因此會干擾、污染或損壞滾道系統(tǒng)中的電 子器件。這樣的干擾或損壞會導(dǎo)致處于滾道系統(tǒng)中的電子器件或傳感器件的損壞。
[0010] 概括來說，現(xiàn)在難以提供一種根據(jù)軸承或轉(zhuǎn)動連接件的使用壽命上設(shè)計的、處于 滾道系統(tǒng)內(nèi)部的電子監(jiān)控單元，其可以可靠地監(jiān)控軸承和滾道系統(tǒng)部件的潤滑和磨損狀 態(tài)。僅在受控的潤滑劑輸送的意義中提供了潤滑劑管理的其他發(fā)明經(jīng)常不具有進(jìn)一步的調(diào) 節(jié)和傳感器機(jī)構(gòu)，這些調(diào)節(jié)和傳感器機(jī)構(gòu)是必要的，以確?？煽康臐櫥湍p狀態(tài)監(jiān)控。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的解決構(gòu)思是由現(xiàn)有技術(shù)的上面提到的現(xiàn)存問題得到的發(fā)展前景。本發(fā)明 適用于解決激發(fā)本發(fā)明的提供狀態(tài)識別和狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的任務(wù)，該狀態(tài)識別和狀態(tài)監(jiān)控系 統(tǒng)能夠短暫地、例如周期性地、優(yōu)選甚至永久地檢測和監(jiān)控被監(jiān)控的結(jié)構(gòu)組件或部件的狀 態(tài)參數(shù)，以便可以作出關(guān)于被監(jiān)控的結(jié)構(gòu)組件和部件的相應(yīng)的當(dāng)前狀態(tài)的報告，這些被監(jiān) 控的結(jié)構(gòu)組件和部件可以是軸承或大滾動軸承或轉(zhuǎn)動連接件或者甚至是其一部分。
[0012] 此外，通過狀態(tài)識別和狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)來解決任務(wù)的目標(biāo)是：可以作出關(guān)于例如三 個運行參數(shù)："潤滑效果"、"潤滑劑狀態(tài)"、"磨損狀態(tài)"中的一個的前瞻性的報告。這些前瞻 性的報告應(yīng)該以加權(quán)結(jié)果的形式表明對于在"潤滑效果"或者說"潤滑劑狀態(tài)"或者說"磨 損狀態(tài)"方面被監(jiān)控的結(jié)構(gòu)組件/部件來說，在可預(yù)見的時間內(nèi)是否可以預(yù)料到或以一定的 概率預(yù)料到損壞、缺陷或完全失靈。
[0013] 此外，本發(fā)明的任務(wù)是，對于狀態(tài)識別和狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)來說重要的傳感器、尤其是 隨后詳細(xì)描述的接觸傳感器、但優(yōu)選還有隨后描述的同級的（nebengeordnet)傳感器應(yīng)該 不處于滾道系統(tǒng)內(nèi)部（這是因為在那里會提高傳感器的易故障性或易受干擾性），而是可 以從外部安裝或安設(shè)到待監(jiān)控的結(jié)構(gòu)組件上、例如分別安裝或安設(shè)到待監(jiān)控的結(jié)構(gòu)組件和 部件的外表面上。代替術(shù)語"同級的傳感器"，使用意思相同的術(shù)語"輔助傳感器"或"同級 的傳感器件"。
[0014] 在本發(fā)明的還將進(jìn)一步改進(jìn)的設(shè)計方式中，根據(jù)本發(fā)明的狀態(tài)識別和狀態(tài)監(jiān)控系 統(tǒng)解決的任務(wù)是，可以識別出最多四十個不同的表征尤其是在軸承或轉(zhuǎn)動連接件上即將發(fā) 生的構(gòu)件或部件損壞的運行模式。
[0015] 如果這種運行模式以相應(yīng)存在的概率可靠地被識別出，那么在本發(fā)明的特別的設(shè) 計方案中，該運行模式必然會被識別為非正常運行的狀態(tài)。因此，在被監(jiān)控的部件中以一定 的概率存在"錯誤"。針對每個錯誤，狀態(tài)識別和狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)可以存儲至少一個"錯誤代 碼"或"錯誤診斷碼"。該"錯誤代碼"或"錯誤診斷碼"可以被進(jìn)一步轉(zhuǎn)遞。
[0016] 本發(fā)明因此提供了一種用以在狀態(tài)提前識別的意義中識別和監(jiān)控（英語： "condition(based)monitoring,serviceanddiagnose((基于）條件的監(jiān)控、維護(hù)和診 斷））軸承/滾動軸承和大滾動軸承以及針對轉(zhuǎn)動連接件的狀態(tài)的方法和設(shè)備。本發(fā)明的 優(yōu)點有利于被監(jiān)控的結(jié)構(gòu)組件或部件，例如軸承、大滾動軸承或轉(zhuǎn)動連接件的維護(hù)能力和 診斷能力。
[0017] 本發(fā)明同樣提供了在軟件技術(shù)的模塊化和被監(jiān)控的結(jié)構(gòu)組件或部件的分析方面 的改進(jìn)的特性，模塊化和分析必要時可以緊接在狀態(tài)識別和狀態(tài)監(jiān)控之后執(zhí)行。軟件技術(shù) 的模塊化和分析例如可以在中心或控制計算機(jī)中進(jìn)行，該中心或控制計算機(jī)優(yōu)選在位置上 與各個被監(jiān)控的結(jié)構(gòu)組件或部件或者說所述被監(jiān)控的結(jié)構(gòu)組件或部件分離。
[0018] 在此，相對于上面描述的當(dāng)前的現(xiàn)有技術(shù)中的迄今為止的構(gòu)思，本發(fā)明走了一條 新的路徑。在現(xiàn)有技術(shù)中示出將傳感器件和電子器件安設(shè)到滾道系統(tǒng)中以在滾道系統(tǒng)內(nèi)檢 測測量值的各種各樣的解決方案。出于上面描述的原因，這是不利的：對抵抗周圍環(huán)境影響 (例如高的溫度差）的穩(wěn)定性、抵抗高壓的耐久性的高要求；抵抗機(jī)械負(fù)載（例如作用的拉 力和壓力以及扭力）的穩(wěn)定性的高要求；以及最后抵抗流體的穩(wěn)定性的高要求。
[0019] 在本發(fā)明的意義中隨后解釋的可從外部安裝或安設(shè)的傳感器或電子器件通常需 要滿足比要安設(shè)到滾道系統(tǒng)中的傳感器件或電子器件更小的穩(wěn)定性方面的要求，并且因此 是更有利的。
[0020] 具有創(chuàng)造性的構(gòu)想提供了系統(tǒng)解決方案，以便檢測如下三個狀態(tài)："潤滑效果"或 者說"潤滑劑狀態(tài)"或者說"磨損狀態(tài)"中的至少一個。當(dāng)提供了一種能夠通過周期性地、 優(yōu)選永久地、尤其是在時間上連續(xù)地評估信號和測量值來實現(xiàn)對狀態(tài)改變的檢測和評估的 狀態(tài)識別和狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)時，根據(jù)本發(fā)明的解決方案是特別有利的，這些狀態(tài)改變可以不 利地影響結(jié)構(gòu)組件或部件的使用壽命。
[0021] 在實現(xiàn)至少短暫地或周期性地、但優(yōu)選永久地接收實際值即1ST值或者說實際數(shù) 據(jù)即1ST數(shù)據(jù)的情況下，相應(yīng)待監(jiān)控的結(jié)構(gòu)組件或部件、例如軸承或轉(zhuǎn)動連接件通過根據(jù) 本發(fā)明的解決方案與此相應(yīng)地被監(jiān)控，這些實際值或?qū)嶋H數(shù)據(jù)連續(xù)且盡可能不間斷地與存 儲的額定值即SOLL值或額定數(shù)據(jù)即SOLL數(shù)據(jù)進(jìn)行對比。在借助可以安置或安裝在外部、 例如在上面描述的中心計算機(jī)中的知識數(shù)據(jù)庫的情況下，例如被監(jiān)控的軸承或被監(jiān)控的轉(zhuǎn) 動連接件的當(dāng)前狀態(tài)的判定在借助統(tǒng)計概率的情況下進(jìn)行。
[0022] 術(shù)語"知識數(shù)據(jù)庫"、"知識庫"、"知識數(shù)據(jù)基體"在本說明書的范圍內(nèi)理解為相同 意思。知識數(shù)據(jù)庫可以要么安放或存在于（極為先進(jìn)的）IT和電子系統(tǒng)中，要么安放或存 在于上面描述的中心計算機(jī)中。在知識數(shù)據(jù)庫（英語"KnowledgeBase(知識庫）"）中，除 了所謂的閾值數(shù)據(jù)或閾值之外還存儲有預(yù)限定的特性曲線和運行模式、所謂的知識數(shù)據(jù)或 知識值。
[0023] 術(shù)語"（極為先進(jìn)的）IT和電子系統(tǒng)"在本說明書的范圍內(nèi)稍后還將闡述。
[0024] 從物理作用原理和產(chǎn)生不同類型的構(gòu)件損壞（例如不同類型的軸承損壞）以及在 該構(gòu)件或相鄰的構(gòu)件中（例如軸承中）的運行或滾動噪音的不同的改變的情況出發(fā)，通過 仔細(xì)接收或檢測該構(gòu)件、例如軸承的振動或振蕩或噪音可以推斷出構(gòu)件/軸承的內(nèi)部的相 應(yīng)的當(dāng)前狀態(tài)。
[0025] 在根據(jù)本發(fā)明的意義中特別有利的是，借助安裝在構(gòu)件的外表面上的接觸傳感器 器件來接收振動或振蕩或噪音，以便推斷出構(gòu)件內(nèi)部的相應(yīng)的當(dāng)前狀態(tài)。
[0026] 術(shù)語"接收"或"檢測"在此與術(shù)語"測量"相同。在隨后的描述中，術(shù)語"振動"或 "振蕩"同樣簡稱為"噪音"。在該意義中，術(shù)語"振動"、"振蕩"和"噪音"理解為相同意思。
[0027] 針對軸承或轉(zhuǎn)動連接件，這指的是借助安裝或安設(shè)在軸承/轉(zhuǎn)動連接件的外表面 上的接觸傳感器接收或測量軸承/轉(zhuǎn)動連接件的運行/滾動噪音。這些軸承噪音以及必要 時還有輔助信號或同級的信號例如可以緊接著被放大、濾波和評估。根據(jù)本發(fā)明，對這些接 收到的軸承噪音以及必要時還有輔助信號的評估產(chǎn)生了很可靠的、在大多情況下但在技術(shù) 上可用的對構(gòu)件或部件、例如軸承或轉(zhuǎn)動連接件內(nèi)部的當(dāng)前狀態(tài)的識別或推斷。
[0028] 代替術(shù)語"同級的傳感器件"，隨后使用意思相同的術(shù)語"具有同級功能的傳感器 件"。在說明書的范圍內(nèi)，在術(shù)語的意義上來說，可以借助同級的傳感器件接收或者說檢測 的信號理解為"輔助信號"。這種"輔助信號"或"同級的信號"例如可以是、但并不局限于 關(guān)于轉(zhuǎn)速/位置/加速度/溫度/壓力/潤滑劑狀態(tài)的檢測到的信號、檢測到的值或檢測 到的數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的另一設(shè)計方案中，速度狀態(tài)也可以是"同級的信號"。
[0029] 接觸傳感器件和輔助傳感器件因此能夠?qū)崿F(xiàn)對被監(jiān)控的結(jié)構(gòu)組件或部件中的狀 態(tài)的檢測。
[0030] 根據(jù)本發(fā)明且同樣可想到的是，同級的傳感器件不僅可以接收或者說檢測當(dāng)前的 運行狀態(tài)，即當(dāng)前的瞬時值，而且也可以接收或者說檢測在一定的時間間隔內(nèi)平均的狀態(tài)， 例如平均轉(zhuǎn)速、平均加速度、平均溫度、平均壓力或平均潤滑劑狀態(tài)。
[0031] 根據(jù)本發(fā)明，作為軸承或轉(zhuǎn)動連接件考慮所有歷史上和根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)常見的形式 和結(jié)構(gòu)類型的轉(zhuǎn)動連接件或滾動軸承或大滾動軸承以及力矩軸承，例如但并不局限于：單 列或多列的四點軸承、圓柱滾子軸承、組合軸承、交叉滾子軸承、錐形滾子軸承、線材軸承 (Drahtlager)、單列或多列的專門轉(zhuǎn)動連接件（Sonderdrehverbindung)、球轉(zhuǎn)動連接件、滾 子轉(zhuǎn)動連接件、交叉滾子轉(zhuǎn)動連接件、組合轉(zhuǎn)動連接件（滾子/球）以及所有常見的存在于 或可安裝在風(fēng)能機(jī)組中的葉片軸承（英語"Pitchlager(變槳軸承）"）以及塔軸承或方位 軸承、主軸承或轉(zhuǎn)子軸承等等。
[0032] 相應(yīng)的軸承或相應(yīng)的轉(zhuǎn)動連接件用于軸向和/或徑向接收力和力矩。本發(fā)明的另 一設(shè)計方案也能夠?qū)崿F(xiàn)使用深溝球軸承、調(diào)心球軸承、單斜球軸承或雙斜球軸承、軸向深溝 球軸承、滾針軸承和調(diào)心滾子軸承、鼓形滾子軸承以及甚至圓環(huán)滾子軸承。
[0033] 顯然，在本發(fā)明的意義中，公知的接觸傳感器（必要時結(jié)合附加的同級的傳感器 件）也可以安裝或安設(shè)在樞轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的轉(zhuǎn)動連接件的外表面上。根據(jù)本發(fā)明且同樣可行 的是，將接觸傳感器安裝或安設(shè)在樞轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的殼體或輪廓或殼體的一部分上。
[0034] 對于術(shù)語"樞轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置":在文獻(xiàn)中同樣被稱為"樞轉(zhuǎn)傳動裝置"的樞轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置 (英語："swiveldrive(旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置）"、"slewdrive(回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置）"或"pivoting drive(樞轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置）"）與轉(zhuǎn)動連接件（英語："slewring(回轉(zhuǎn)環(huán)）"或"slewing ring(回轉(zhuǎn)環(huán)）"）或與轉(zhuǎn)動軸承或力矩軸承（英語'rotationalbearing(旋轉(zhuǎn)軸承）" 或"torquebearing(扭力軸承）"）的不同在于，處于樞轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置中的轉(zhuǎn)動連接件或在那 里的軸承具有嚙合元件，并且這些嚙合元件與蝸桿軸直接接觸。蝸桿軸可以通過液壓電機(jī) 或電動機(jī)或通過泵進(jìn)行轉(zhuǎn)動運動中，由此該轉(zhuǎn)動運動因此通過蝸桿軸齒部的咬合齒側(cè)傳遞 到轉(zhuǎn)動連接件或軸承的嚙合元件上。顯然地，接觸傳感器不僅適用于使用在蝸桿傳動的樞 轉(zhuǎn)傳動裝置中，而且還適用于使用在小齒輪傳動的樞轉(zhuǎn)傳動裝置中。同級的傳感器件同樣 不僅適用于使用在蝸桿傳動的樞轉(zhuǎn)傳動裝置中，而且還適用于使用在小齒輪傳動的樞轉(zhuǎn)傳 動裝置中。
[0035] 在本發(fā)明的意義中，接觸傳感器尤其安裝或安設(shè)、例如固定地粘接在軸承或轉(zhuǎn)動 連接件的外表面上。將接觸傳感器涂裝或涂覆到其中一個或多個外表面上或者替選地將接 觸傳感器層壓到相應(yīng)的外表面的層序列中也是可行且可想到的，只要接觸傳感器的結(jié)構(gòu)和 尺寸允許該安裝或安設(shè)方式。這同樣適用于同級的傳感器件。
[0036] 在進(jìn)一步的描述中，術(shù)語"接觸傳感器"和術(shù)語"接觸傳感器結(jié)構(gòu)組件"是意思相 同的。
[0037] 進(jìn)一步描述的"傳感器毯（Sensormatte) "或"傳感器網(wǎng)絡(luò)"實現(xiàn)了與接觸傳感器 或者說接觸傳感器結(jié)構(gòu)組件相同的任務(wù)。在本發(fā)明的意義中，這種"傳感器毯"或這種"傳 感器網(wǎng)絡(luò)"也是"接觸傳感器件"。這樣的接觸傳感器件、例如每個分立的接觸傳感器或者 說每個接觸傳感器結(jié)構(gòu)組件可以用作比較普通的、僅能用物理方式檢測信號或噪音的接收 器或檢測器，而且還可以用作優(yōu)選與邏輯或電子結(jié)構(gòu)組件連接的、必要時甚至與附帶的微 控制器連接的早期的智能傳感器（英語："smartsensor(智慧型傳感器）")，其中，這種智 能傳感器可以借助集成的微處理器和控制機(jī)構(gòu)以及運算機(jī)構(gòu)，以及必要時集成在該微控制 器內(nèi)的存儲器結(jié)構(gòu)組和接口結(jié)構(gòu)組來處理和傳遞檢測到的值、信號或數(shù)據(jù)（例如接收的噪 音）。這種智能傳感器的所有剛剛提到的實施方式都在本發(fā)明的框架內(nèi)。
[0038] 但至少，例如在最簡單的且通常最廉價的實施方式中，根據(jù)本發(fā)明的接觸傳感器 或根據(jù)本發(fā)明的接觸傳感器件具有用于以物理方式接收或檢測信號或噪音的一個或多個 器件。原則上，用于借助接觸傳感器件以物理方式接收或檢測噪音的相應(yīng)的器件可以劃分 為三類。第一類：壓電式接收器/檢測器。第二類：電感式接收器/檢測器。第三類：電容 式接收器/檢測器。
[0039] 這同樣適用于同級的傳感器件：至少，例如在最普通的且最廉價的實施方式中，同 級的傳感器具有用于以物理方式接收或檢測同級的信號的一個或多個器件。同級的傳感器 可以用作僅能用物理方式檢測同級的信號的接收器或檢測器，也可以用作例如借助集成的 微處理器和控制機(jī)構(gòu)以及運算機(jī)構(gòu)，以及必要時集成的存儲器結(jié)構(gòu)組和接口結(jié)構(gòu)組的具有 附帶的邏輯或電子結(jié)構(gòu)組件的相對智能的傳感器（類似于上面的描述）。這種智能的同級 的傳感器的所有剛剛提到的實施方式都在本發(fā)明的框架內(nèi)。
[0040] 具有壓電式接收器的接觸傳感器根據(jù)本發(fā)明以適宜的方式直接地，即以實體 (k6rperlich)安裝或安設(shè)到待監(jiān)控的結(jié)構(gòu)組件或部件的表面或輪廓上。傳感器內(nèi)部的可以 面式地或點狀地與表面或輪廓接觸的膜優(yōu)選與接觸傳感器內(nèi)部連接。如果在被監(jiān)控的結(jié)構(gòu) 組件或部件內(nèi)出現(xiàn)噪音、振蕩、振動，那么這些噪音由接觸傳感器以如下方式接收：該振動 等同于膜的位置和/或延伸部中的多次的機(jī)械改變。這些機(jī)械改變例如傳遞到以實體固定 在膜上的壓電元件上。根據(jù)壓電效應(yīng)，壓電材料的機(jī)械改變優(yōu)選在壓電陶瓷的端部上產(chǎn)生 電位差。該電位差導(dǎo)致電壓。該電壓轉(zhuǎn)被轉(zhuǎn)遞到接口上。
[0041] 在壓電式接收器的另一設(shè)計方案中可以取消傳感器內(nèi)部的膜。
[0042] 而具有電感式接收器的接觸傳感器優(yōu)選同樣直接/以實體安裝或安設(shè)到待監(jiān)控 的結(jié)構(gòu)組件或部件的表面上。參見上面所述。傳感器內(nèi)部的膜由于接收到的信號或噪音可 以進(jìn)行振動。該振動等同于膜的位置和/或延伸部中的多次的機(jī)械改變。這些機(jī)械改變例 如傳遞到以實體固定在膜上的永磁體上，其中，相應(yīng)的永磁體沉入線圈中，或者可以沿該線 圈，即相對于線圈運動。根據(jù)電感應(yīng)，磁場中的位置的機(jī)械改變產(chǎn)生電位差。電位差導(dǎo)致電 壓。電位差導(dǎo)致電壓。該電壓被傳遞到接口上。在電感式接收器的另一設(shè)計方案中可以取 消傳感器內(nèi)部的膜。
[0043] 在電感式接收器的另一設(shè)計方案中，線圈可以在永磁芯中運動，S卩，相對于永磁材 料運動，并且因此感應(yīng)出電壓。替選地，可以由電磁體形成兩個磁極。于是，感應(yīng)通過這兩 個磁極彼此間的相對運動實現(xiàn)。在每種情況下，這種電感式接收器的作用原理都基于運動 的導(dǎo)體結(jié)合磁場運動的原理。電位差導(dǎo)致電壓。該電壓被轉(zhuǎn)遞到接口上。
[0044] 具有電容式接收器的接觸傳感器例如同樣直接/以實體安裝或安設(shè)到待監(jiān)控的 結(jié)構(gòu)組件或部件的表面上。傳感器內(nèi)部的膜由于接收的信號或噪音可以進(jìn)行振動。該振動 等同于膜的位置和/或延伸部中的多次的機(jī)械改變。這些機(jī)械改變例如被傳遞到一個或多 個以實體固定在膜上的電極上。根據(jù)電子技術(shù)的定律，電場的機(jī)械改變產(chǎn)生電容量差，該電 容量差導(dǎo)致電位差。該電位差導(dǎo)致電壓。該電壓被轉(zhuǎn)遞到接口上。
[0045] 在電感式接收器的另一設(shè)計方案中，在此也可以取消傳感器內(nèi)部的膜。
[0046] 接下來，根據(jù)"振蕩"或"振動"分析的作用原理的現(xiàn)有科學(xué)的物理原理在后續(xù)過 程中被簡稱為和表述為"噪音"分析：
[0047] 與靜止的流體不同，除了法向應(yīng)力之外，彈性固體也可以接收剪切應(yīng)力。因此，在 完全不受限制的固體中，兩個不同類型的固體聲波可以作為縱波和橫波傳播。這些波彼此 獨立地傳播。在這兩種情況下，聲速在最大程度上不依賴于頻率。聲速受到密度、剪切模量 (在橫波的情況下）和彈性模量（在縱波的情況下）的影響。
[0048] 在本發(fā)明的意義中，被監(jiān)控的或待監(jiān)控的結(jié)構(gòu)組件和部件是固體、優(yōu)選具有限定 的表面和輪廓的固體，例如具有平坦的接觸面或軸向或徑向的倒圓的外表面的固體。當(dāng)噪 音在結(jié)構(gòu)組件中進(jìn)行傳播時，出現(xiàn)了橫波與縱波之間的耦合，由此產(chǎn)生了其他類型的機(jī)械 固體聲波。最重要的波類型是彎曲波，其中，出現(xiàn)彎曲變形。這些波的聲速明顯小于縱波和 橫波的聲速并且依賴于頻率（擴(kuò)散）。但是，彎曲波大多傳輸明顯更多的聲能，并且是發(fā)射 空氣聲音的主要原因。
[0049] 在本發(fā)明的意義中，所有在上面所描述的波都被稱為"噪音"。
[0050] 根據(jù)本發(fā)明的接觸傳感器或者寬泛的說處于機(jī)組中的接觸傳感器件原則上用作 針對這些"噪音"的接收器/檢測器。
[0051] 狀態(tài)識別和狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)不僅能夠評估通過接觸傳感器件接收/檢測到的"噪 音"，而且還提供用于其他應(yīng)用的經(jīng)處理的信號/數(shù)據(jù)/值。在此尤其適用的是，由同級的 傳感器件檢測/接收到的參數(shù)也可以用EDV技術(shù)進(jìn)行處理，以便獲得關(guān)于被監(jiān)控的機(jī)組的 運行的狀態(tài)信息。針對風(fēng)能機(jī)組，這些運行狀態(tài)可以是：
[0052] 轉(zhuǎn)子或驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速、在方位調(diào)節(jié)的情況下的吊艙位置和/或被調(diào)節(jié)的（英語 "g印itchter(被調(diào)整）"）葉片的位置、液壓機(jī)組的壓力存儲器中的壓力、液壓機(jī)組或潤滑 劑機(jī)組的填充狀態(tài)、風(fēng)能機(jī)組的功率、當(dāng)前的和平均的風(fēng)速、潤滑劑（例如油）或冷卻劑的 溫度、軸承的當(dāng)前的和平均的溫度、當(dāng)前的和平均的外部溫度等等。
[0053] 針對風(fēng)能機(jī)組，在本發(fā)明的意義中，不僅將同級的傳感器件安裝在軸承或轉(zhuǎn)動連 接件上是有意義的，而且還證實有利的是：將同級的傳感器件附加地安裝在發(fā)電機(jī)中或上、 主變速器中或上、吊艙中或上，在本發(fā)明的另一設(shè)計方案中，將同級的傳感器件例如也作為 風(fēng)速測量器安裝在吊艙上。為了獲得關(guān)于其他運行狀態(tài)的信息，建議附加地接收/檢測電 功率傳送器中或上的溫度，或測量主發(fā)電機(jī)中的或其他發(fā)電機(jī)模塊中的繞組溫度。
[0054] 根據(jù)本發(fā)明的狀態(tài)識別和狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)滿足如下的特性規(guī)定：與常見的EDV和IT 系統(tǒng)、尤其是與極為先進(jìn)的IT和電子系統(tǒng)的兼容性、高的自動化程度、利用市場上常見的 軟件和運行系統(tǒng)的可改裝性、基于WEB的特性、制定文檔的能力和支持報表功能。
[0055] 根據(jù)本發(fā)明的IT和電子系統(tǒng)與至少一個、優(yōu)選多個評估單元，例如機(jī)電或電子評 估單元連接或可以連接。在本發(fā)明的另一設(shè)計方案中，這些評估單元是IT和電子系統(tǒng)的一 部分。
[0056] 對稱的狀態(tài)識別和狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)包括或包含至少一個這樣的、必要時極為先進(jìn)的 IT和電子系統(tǒng)和至少一個知識數(shù)據(jù)庫以及其中至少一個上面描述的接觸傳感器、但優(yōu)選是 由其中多個上面描述的接觸傳感器組成的網(wǎng)絡(luò)以及其中至少一個上面描述的同級的傳感 器或由同級的傳感器件組成的聯(lián)合機(jī)構(gòu)。
[0057] 所有傳感器（接觸傳感器和同級的傳感器件）可以借助電線路，也就是說例如借 助從軸承或轉(zhuǎn)動連接件引出和通向軸承或轉(zhuǎn)動連接件的電線路或總線線路與待檢測或待 監(jiān)控的部件或者說待檢測或待監(jiān)控的構(gòu)件連接。但無線的通信技術(shù)是優(yōu)選的。
[0058] 接觸傳感器的同樣以線路連接的方式或優(yōu)選無線地與配對單元通信的功能原理 基于上面鎖門描述的接收/檢測噪音的作用原理。接收/檢測到的信號/數(shù)據(jù)/值通過稍 后的"噪音"分析來評估。在優(yōu)選的設(shè)計方式中，所有剛剛提到的傳感器通常位于緊鄰待監(jiān) 控的構(gòu)件或待監(jiān)控的部件的周圍環(huán)境中。
[0059] 在這種接觸傳感器的輸出端上的、例如在電感或電容式或壓電式傳感器的輸出端 上的并且必要時可以通過附加的電測量設(shè)備進(jìn)行控制和觀察的電壓，必要時在預(yù)先對信號 /數(shù)據(jù)/值進(jìn)行放大或濾波的情況下，被轉(zhuǎn)遞至配對單元、優(yōu)選評估單元上。放大或濾波的 過程步驟是可選的，并且在信息品質(zhì)足夠好的情況下可以取消。根據(jù)本發(fā)明，信號/數(shù)據(jù)/ 值的放大或濾波可以在評估單元和/或IT和電子系統(tǒng)中進(jìn)行。
[0060] 在借助接觸傳感器件接收/檢測上面提到的"噪音"時例如可以使用抗混疊濾波 器（Anti-Aliasing-Filter)。例如，在頻率為10kHz的噪聲的情況下應(yīng)用20kHz的信號掃 描頻率。對濾波的控制優(yōu)選通過極為先進(jìn)的IT和電子系統(tǒng)來執(zhí)行。信號的濾波也可以在 所描述的評估單元內(nèi)進(jìn)行。
[0061] 對借助接觸傳感器件獲得的構(gòu)件噪音、例如軸承噪音以及必要時檢測到的輔助信 號的評估能夠發(fā)現(xiàn)表征的頻率部分和聲音振幅：例如軸承或轉(zhuǎn)動連接件中的損壞不僅可以 影響齒嚙合振動和其諧振的振幅，還會導(dǎo)致不同的調(diào)制振動。與沒有損壞的軸承或沒有損 壞的轉(zhuǎn)動連接件的噪音頻譜相比，接收/檢測到的噪音頻譜發(fā)生改變。該改變可以通過大 致三個進(jìn)一步的用于放大和濾波的分析方法在頻率范圍內(nèi)被識別出：
[0062] _振幅頻譜分析
[0063] -倒頻譜分析
[0064] -包絡(luò)線分析
[0065] 以及
[0066] -頻率選擇的特征值的分析。
[0067] 三個進(jìn)一步的分析方法在本發(fā)明的意義中理想地通過極為先進(jìn)的IT和電子系統(tǒng) 或在其內(nèi)部執(zhí)行。
[0068] 同級的傳感器的功能原理可以基于不同的或多個作用原理，例如基于溫度測量和 /或壓力測量和/或轉(zhuǎn)速測量和/或加速度測量和/或速度測量和/或潤滑劑狀態(tài)測定，必 要時也可以基于例如從位置識別中公知的增量式傳感器技術(shù)。
[0069] 例如在借助極為先進(jìn)的IT和電子系統(tǒng)的情況下優(yōu)選從接觸傳感器件的信號/數(shù) 據(jù)/值中，并且必要時附加地在考慮到同級的傳感器件的信號/數(shù)據(jù)/值的情況下，下面十 個振動參數(shù)中的至少一些可以被讀出，或者在其中一個必要時安裝在外部的評估單元中被 換算或者說測定：
[0070] 聲壓、聲壓級、聲頻、聲音偏移度、聲加速度、聲強(qiáng)、聲功率、聲能量密度、聲流等。但 尤其令人感興趣的是聲速，該聲速滿足方程式C=x*f，或者說[聲速]=[波長]乘[頻 率]，并且強(qiáng)烈地依賴于材料或者說介質(zhì)。
[0071] 替選地，例如在上面所描述的中心計算機(jī)中可以測定上面提到的振動參數(shù)。在本 發(fā)明的另一設(shè)計方案中也可以使用至少一個評估單元來執(zhí)行該測定。如果在本發(fā)明的意義 中使用了上面所描述的智能傳感器（英語"smartsensor(智慧型傳感器）"），那么在本發(fā) 明的技術(shù)上非常成熟的實施方案中，上面提到的振動參數(shù)必要時也可以在智能傳感器內(nèi)或 智能傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)計算出。
[0072] 所有檢測/接收到的信號/數(shù)據(jù)/值在本發(fā)明的意義中僅借助同級的傳感器件來 接收/檢測，這些檢測/接收到的信號/數(shù)據(jù)/值不與上面提到的振動參數(shù)，即輔助信號、 例如當(dāng)前的或平均的溫度和/或壓力和/或轉(zhuǎn)速和/或加速度和/或速度和/或潤滑劑狀 態(tài)等等直接物理關(guān)聯(lián)。
[0073] 接觸傳感器與必要時安裝在外部的評估單元之間的值、信號或數(shù)據(jù)技術(shù)連接還有 輔助傳感器與評估單元之前的值、信號或數(shù)據(jù)技術(shù)連接基于當(dāng)前常見的協(xié)議和通訊服務(wù)來 進(jìn)行。
[0074] 在將所有有線連接的傳感器件安裝或安設(shè)到結(jié)構(gòu)組件或部件上的情況下重要的 是，以有線連接的方式與后面的評估或電子單元連接的傳感器優(yōu)選安裝在始終沒有旋轉(zhuǎn)的 或始終沒有強(qiáng)烈運動的構(gòu)件或部件上。這在實踐中是必需的，以便避免線材被纏繞或扯斷。
[0075] 在本發(fā)明的優(yōu)選設(shè)計方式中，始終構(gòu)造出所有傳感器件與評估單元的無線（英語 "wireless(無線）"）連接：因此傳遞例如通過無線電路段（代替通過分立的線路或總線線 路）進(jìn)行。在這種優(yōu)選的情況下，傳感器件（接觸傳感器件和同級的傳感器件）有利地分 別具有各自的電壓供給。在本發(fā)明的無線的設(shè)計方式中尤其有利的是，不存在上面所描述 的纏繞或扯斷的問題。
[0076] 狀態(tài)識別和狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的根據(jù)本發(fā)明的解決方案此外能夠?qū)崿F(xiàn)將檢測到的 (電）信號/值/數(shù)據(jù)與待監(jiān)控的結(jié)構(gòu)組件或待監(jiān)控的部件（例如風(fēng)力機(jī)組中的軸承或轉(zhuǎn) 動連接件）的固定的界限值進(jìn)行比較。在此可以考慮到在結(jié)構(gòu)組件或部件的動態(tài)運行期間 出現(xiàn)的測量波動、例如轉(zhuǎn)速波動。
[0077] 根據(jù)本發(fā)明的IT和電子系統(tǒng)原則上能夠至少支持，但理想的是本身執(zhí)行如下三 個運算操作：
[0078]-檢測到的頻譜的FFT(英語"FastFourierTransformation(快速傅里葉變 換）"），
[0079]-檢測到的頻譜的包絡(luò)線分析，
[0080] 以及
[0081]-相應(yīng)的階次分析。
[0082] 該階次分析在此理解為將檢測到的頻譜描繪為階次譜。
[0083] 如果根據(jù)本發(fā)明的解決方案例如用于檢測和監(jiān)控風(fēng)能機(jī)組中的軸承和轉(zhuǎn)動連接 件，那么狀態(tài)識別和狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)原則上在技術(shù)上能夠監(jiān)控如下構(gòu)件或部件：
[0084]-主軸承（英語"mainbearing(主軸承）"），
[0085] -塔軸承或方位軸承，
[0086] -葉片軸承（英語"bladebearing(葉片軸承）"），
[0087]-但必要時還有可能存在的變速器軸承或發(fā)電機(jī)軸承。
[0088] 因此，風(fēng)能機(jī)組的提到的部件通過根據(jù)本發(fā)明的狀態(tài)識別和狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)處于至 少短暫的、優(yōu)選周期性的、在理想情況下甚至永久的通過狀態(tài)識別和狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控 下。在這些待監(jiān)控的軸承上例如安裝或安設(shè)有多個接觸傳感器，例如每個軸承至少一個、可 能總共甚至兩個至十個接觸傳感器，用以接收/檢測噪音信號/值/數(shù)據(jù)、所謂的實際值或 實際數(shù)據(jù)。
[0089] 在特殊的設(shè)計方式中，在每個軸承中有總共四個接觸傳感器例如以粘接方式，以 熔焊方式或以釬焊方式，以層壓入、擰入或插入或夾入漆層序列中的方式，或者簡單地借助 安裝、裝配或保持板材或保持設(shè)備安裝在軸向的外表面和軸向與其平行地錯開的下外表面 上。
[0090] 在本發(fā)明的意義中，"外表面"在此并不是非要理解為軸承的徑向最外側(cè)上的表 面，而是：在本發(fā)明的意義中，在隨后的過程中毫無疑問地僅作為或被稱為"表面"的"外表 面"是待監(jiān)控的結(jié)構(gòu)組件或部件以實體限定出的每個平坦的或倒圓的"輪廓"。在該意義中， 將待監(jiān)控的結(jié)構(gòu)組件或部件的固體相對其他實體限定的每個實體面都理解為"外表面"或 "表面"或"輪廓"。因此，軸承或轉(zhuǎn)動連接件的徑向內(nèi)置的圓形表面或所有在軸向上方和下 方限定結(jié)構(gòu)組件或部件的表面例如也始終理解為"表面"或"外表面"或"輪廓"。
[0091] 軸承噪音的借助接觸傳感器短暫地、周期性地或永久地接收/檢測的實際值或?qū)?際數(shù)據(jù)始終、在理想情況下甚至連續(xù)地與軸承噪音的額定值或額定數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。額定值 或額定數(shù)據(jù)可以保存或存儲在（極為先進(jìn)的）IT和電子系統(tǒng)或上面所描述的控制或中心計 算機(jī)、但優(yōu)選至少一個評估單元中。在本發(fā)明的意義中且可想到的是數(shù)據(jù)的冗余存儲。然 而在本發(fā)明的最有利的設(shè)計方案中，額定值或額定數(shù)據(jù)直接地、必要時冗余地保存在智能 接觸傳感器的存儲器中。
[0092] 在本發(fā)明的另一設(shè)計方案中尤其可想到的是，極為先進(jìn)的IT和電子系統(tǒng)和控制 或中心計算機(jī)形成一個單元。
[0093] 只要并且每當(dāng)軸承噪音的接收或檢測到的實際值或?qū)嶋H數(shù)據(jù)與軸承噪音的額定 值或額定數(shù)據(jù)之間存在的差超過一定的閾值，即上面提到的固定的界限值時，在借助根據(jù) 本發(fā)明的知識數(shù)據(jù)庫的情況下進(jìn)行一個或多個關(guān)于被監(jiān)控的軸承的當(dāng)前的噪音狀態(tài)的判 定。
[0094] 當(dāng)前的噪音狀態(tài)、也就是當(dāng)前接收/檢測到的軸承噪音的所有相應(yīng)的實際值或?qū)?際數(shù)據(jù)短暫地或周期性地或永久地存儲在至少一個IT和電子系統(tǒng)中，從而在那里可以繪 制出關(guān)于各自當(dāng)前的噪音狀態(tài)以及過去/之前的噪音狀態(tài)的狀態(tài)模型。
[0095] 這同樣適用于同級的傳感器件：運行狀態(tài)的借助同級的傳感器件短暫地、周期性 地或永久地接收/檢測到的實際值或?qū)嶋H數(shù)據(jù)始終、在理想情況下甚至連續(xù)地與運行狀態(tài) 的額定值或額定數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。額定值或額定數(shù)據(jù)可以保存或存儲在至少一個極為先進(jìn)的 IT和電子系統(tǒng)或上面描述的控制或中心計算機(jī)、但優(yōu)選評估單元中。在本發(fā)明的意義中且 可想到的是數(shù)據(jù)的冗余存儲。
[0096] 但在本發(fā)明的最有利的設(shè)計方案中，額定值或額定數(shù)據(jù)直接地、必要時冗余地保 存在智能接觸傳感器的存儲器中。
[0097] 只要并且每當(dāng)關(guān)于溫度和/或壓力和/或轉(zhuǎn)速和/或加速度和/或速度和/或潤 滑劑狀態(tài)的實際值或?qū)嶋H數(shù)據(jù)與相應(yīng)的額定值或額定數(shù)據(jù)之間存在的差超過一定的閾值， 即相應(yīng)的固定的界限值時，在借助根據(jù)本發(fā)明的知識數(shù)據(jù)庫的情況下進(jìn)行一個或多個關(guān)于 被監(jiān)控的軸承的當(dāng)前的噪音狀態(tài)的判定。
[0098] 當(dāng)前的運行狀態(tài)、也就是當(dāng)前接收/檢測到的運行狀態(tài)的所有相應(yīng)的實際值或?qū)?際數(shù)據(jù)短暫地或周期性地或永久地存儲在至少一個IT和電子系統(tǒng)中，從而在那里可以繪 制出關(guān)于相應(yīng)當(dāng)前的噪音狀態(tài)以及過去/之前的噪音狀態(tài)的狀態(tài)模型。
[0099] 知識數(shù)據(jù)庫、替選地極為先進(jìn)的IT和電子系統(tǒng)或甚至中心或控制計算機(jī)、但優(yōu)選 至少一個評估單元、在本發(fā)明的進(jìn)一步的設(shè)計方案中甚至是智能傳感器本身始終執(zhí)行接收 /檢測到的實際數(shù)據(jù)或?qū)嶋H值與被存儲的額定數(shù)據(jù)或額定值的對照、所謂的比較或比對。
[0100] 實際即1ST與額定即SOLL的對照用于形成信號、數(shù)據(jù)或值差。該差形成例如以內(nèi) 部的運算操作進(jìn)行。這種被比較或比對的值或數(shù)據(jù)、也就是所形成的值或數(shù)據(jù)差可以理解 為比較或比對數(shù)據(jù)或"差數(shù)據(jù)"，并且在本說明書的范圍內(nèi)被稱為DIFF值或DIFF數(shù)據(jù)。
[0101] 該差形成例如滿足如下關(guān)系：

【權(quán)利要求】
1. 一種狀態(tài)識別和狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)（100)，所述狀態(tài)識別和狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)用于至少短暫 地，必要時周期性地，優(yōu)選甚至永久地在值、信號或數(shù)據(jù)技術(shù)上檢測和監(jiān)控至少一個結(jié)構(gòu)組 件（K)或部件的狀態(tài)參數(shù)、例如在風(fēng)力機(jī)組中或上的軸承或轉(zhuǎn)動連接件的狀態(tài)參數(shù)，所述 狀態(tài)識別和狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)具有： -安裝或安設(shè)到該結(jié)構(gòu)組件（K)或部件上的至少一個、優(yōu)選多于兩個的接觸傳感器 ⑶， -優(yōu)選所述接觸傳感器能直接或間接地安裝或安設(shè)在安設(shè)位置（A)上或中，所述安設(shè) 位置例如位于結(jié)構(gòu)組件（K)的平坦或倒圓的表面（1)或輪廓上， -適宜地能借助螺紋連接/插接/熔焊/釬焊/粘接或夾緊例如安裝或安設(shè)在大滾動 軸承的凸鼻環(huán)或承載環(huán)或保持環(huán)上， -替選地，所述接觸傳感器能直接地安裝或安設(shè)在風(fēng)力機(jī)組的葉片軸承、主軸承或塔軸 承的至少一個徑向或軸向的內(nèi)表面或外表面（1)處或上， -其中，為了轉(zhuǎn)遞信號/數(shù)據(jù)/值（4;5;14)，所述至少一個接觸傳感器（3)在值、信號 或數(shù)據(jù)技術(shù)上直接或間接與至少一個評估單元（E)或評估模塊、尤其是與電子評估單元連 接或者能夠連接， -其中，可選地，為了轉(zhuǎn)遞信號/數(shù)據(jù)/值（4 ;5;14)的目的，不是接觸傳感器（3)的至 少一個同級的傳感器（20)也在值、信號或數(shù)據(jù)技術(shù)上直接或間接與該評估單元（E)連接或 者能夠連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的狀態(tài)識別和狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)（100)，其特征在于， 信號/數(shù)據(jù)/值（4 ;5 ; 14)必要時在預(yù)先的放大或濾波（60 ;F/V)的情況下能在值、信 號或數(shù)據(jù)技術(shù)上由至少一個IT和電子系統(tǒng)（50)接收，替選地由多個IT和電子系統(tǒng)接收。
3. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的狀態(tài)識別和狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)（100)，其特征在于， 信號/數(shù)據(jù)/值（4 ;5 ; 14)的傳送要么通過線路連接（L)、例如通過分立的線路（L)進(jìn) 行，要么通過基于IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)的局域網(wǎng)進(jìn)行，但優(yōu)選無線地（LW)進(jìn)行。
4. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的狀態(tài)識別和狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)（100)，其特征在于， 信號/數(shù)據(jù)/值（4 ;5 ;14)的傳送基于WLAN或藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)、替選地通過現(xiàn)場總線系統(tǒng) 進(jìn)行，必要時在使用針對Profi總線系統(tǒng)、CAN總線系統(tǒng)、MOST總線系統(tǒng)、LIN總線系統(tǒng)、 FlexRay總線系統(tǒng)或Ethernet總線系統(tǒng)的發(fā)射和接收單元的情況下進(jìn)行。
5. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的狀態(tài)識別和狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)（100)，其特征在于， 至少一個接觸傳感器（3)構(gòu)造為壓電式傳感器、替選地構(gòu)造為電感式傳感器、替選地 也構(gòu)造為電容式傳感器，其中，必要時附加地，至少一個另外的同級的傳感器（20)能直接 或間接地安裝或安設(shè)在安設(shè)位置（B)上或中，或者該結(jié)構(gòu)組件（K)或部件的表面（1)或輪 廓處或上，其中，多個安設(shè)位置（A;B)能在空間上重疊。
6. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的狀態(tài)識別和狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)（100)，其特征在于， 至少一個接觸傳感器（3)或同級的傳感器（20)構(gòu)造為具有至少一個存儲器（18)的智 能傳感器，優(yōu)選所述至少一個接觸傳感器或所述同級的傳感器在共同的殼體（21 ;26)中與 微控制器（6)連接。
7. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的狀態(tài)識別和狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)（100)，其特征在于， 所述至少一個接觸傳感器（3)和/或所述同級的傳感器（20)具有如下結(jié)構(gòu)組或部件 中的至少三個：微處理器（15)、控制機(jī)構(gòu)（16)、運算機(jī)構(gòu)（17)、接口（22 ;23 ; 19 ;24)、電壓 供給器（12)、膜（7)、電極⑶或壓電元件（9)或電感元件（11)或電阻（13)或永磁體/鐵 (10)，以及必要時還具有系統(tǒng)總線（25)，優(yōu)選其中，所述接觸傳感器（3)中的至少一個以膜 (7)點狀地接觸或面式地貼靠在結(jié)構(gòu)組件（K)或部件的表面（1)或輪廓上。
8. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的狀態(tài)識別和狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)（100)，其特征在于， 所述至少一個接觸傳感器（3)和/或同級的傳感器（20)被殼體（21 ;26)包圍，所述殼 體在針對該傳感器（3 ;20)的安設(shè)位置（A ;B)中直接或間接地安裝或安設(shè)到結(jié)構(gòu)組件（K) 或部件上，必要時借助保持設(shè)備、例如安裝、裝配或保持板材。
9. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的狀態(tài)識別和狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)（100)，其特征在于， -所述至少一個IT和電子系統(tǒng)（50)具有或包含知識數(shù)據(jù)庫（WB)， -替選地與外部的知識數(shù)據(jù)庫（WB)在值、信號或數(shù)據(jù)技術(shù)上連接或能夠連接。 -其中，該知識數(shù)據(jù)庫（WB)含有經(jīng)驗數(shù)據(jù)，例如閾值或界限值或所謂的THRESHOLD數(shù)據(jù) 或 THRESHOLD 值， -優(yōu)選也/或者含有必要時描繪出多個閾值或界限值的序列或函數(shù)的特性曲線和運行 模式或所謂的知識數(shù)據(jù)或知識值， -其中理想地，一些特殊的知識數(shù)據(jù)或知識值表示或表明例如分別被稱為SAMPLE_tit 的"已知為損壞部件或構(gòu)件的運行模式"的序列或函數(shù)， -其中，所述至少一個IT和電子系統(tǒng)（50)在值、信號或數(shù)據(jù)技術(shù)上還與中心或控制計 算機(jī)（80)連接或能夠連接，必要時所述中心或控制計算機(jī)在空間上與結(jié)構(gòu)組件（K)或部件 分離地安裝，例如離大約大于5米遠(yuǎn)地安裝，優(yōu)選離很多千米遠(yuǎn)地安裝。
10. -種用于至少短暫地或周期性地，優(yōu)選甚至永久地檢測和監(jiān)控至少一個結(jié)構(gòu)組件 (K)或部件的、例如在風(fēng)力機(jī)組中或上的軸承或轉(zhuǎn)動連接件的狀態(tài)參數(shù)的方法，所述方法具 有： 將至少一個接觸傳感器（3)、必要時附加地至少一個同級的傳感器（20)的信號/數(shù)據(jù) /值（4 ;5 ;14)直接或間接傳送到至少一個評估單元（E)或IT和電子系統(tǒng)（50)上、替選地 多個（極為先進(jìn)的）IT和電子系統(tǒng)的聯(lián)合機(jī)構(gòu)上。
11. 一種根據(jù)權(quán)利要求10所述的用于至少短暫地或周期性地，優(yōu)選甚至永久地檢測和 監(jiān)控至少一個結(jié)構(gòu)組件（K)或部件的狀態(tài)參數(shù)的方法，其特征在于， 直接或間接傳送信號/數(shù)據(jù)/值（4;5;14)以線路連接的方式進(jìn)行，例如通過分立的 線路（L)或通過至少一個基于IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行，優(yōu)選或替選地也無線地（LW)、 例如基于WLAN或藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，或通過系統(tǒng)總線或現(xiàn)場總線系統(tǒng)進(jìn)行，必要時在使用針對 Profi總線系統(tǒng)、或CAN總線系統(tǒng)、或MOST總線系統(tǒng)、或LIN總線系統(tǒng)、或FlexRay總線系統(tǒng) 或Ethernet總線系統(tǒng)的發(fā)射和接收單元的情況下進(jìn)行。
12. -種根據(jù)權(quán)利要求10或權(quán)利要求11所述的用于至少短暫地或周期性地，優(yōu)選甚至 永久地檢測和監(jiān)控至少一個結(jié)構(gòu)組件（K)或部件的狀態(tài)參數(shù)的方法，其特征在于， 在一個方法步驟中，優(yōu)選為了形成差，例如根據(jù)如下運算操作來比較額定數(shù)據(jù)與實際 數(shù)據(jù)： DIFFi= 1ST i-SOLLi，或者說 ^DIFFi= SOLL i-ISTi。
13. -種根據(jù)權(quán)利要求10至12中任一項所述的用于至少短暫地或周期性地，優(yōu)選甚至 永久地檢測和監(jiān)控至少一個結(jié)構(gòu)組件（K)或部件的狀態(tài)參數(shù)的方法，其特征在于， 在另一方法步驟中，優(yōu)選為了監(jiān)控閾值或界限值的目的，例如根據(jù)如下運算操作來比 較差值與上閾值或界限值： THRESHOLDi I < IDIFFiI == TRUE， 其中，必要時替選或附加地例如根據(jù)如下運算操作來比較差值與下閾值或界限值： THRESHOLDi I > IDIFFiI == TRUE。
14. 一種根據(jù)權(quán)利要求10至13中任一項所述的用于至少短暫地或周期性地，優(yōu)選甚至 永久地檢測和監(jiān)控至少一個結(jié)構(gòu)組件（K)或部件的狀態(tài)參數(shù)的方法，其特征在于， 在另一方法步驟中，優(yōu)選為了標(biāo)記或標(biāo)明識別出的超過各自允許的界限值的目的，為 此設(shè)置的計數(shù)器（k)例如根據(jù)如下運算操被增加： 如果 ITHRESHOLDiI < IDIFFiI = = TRUE，那么 k = k+Ι，或者 例如附加或替選地，在低于界限值的情況下，在使用為此設(shè)置的另一計數(shù)器（m)的情 況下類似地適用的是： 如果 IDIFFiI < ITHRESHOLDiI == TRUE，那么 m = m+l。
15. -種根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的用于至少短暫地或周期性地，優(yōu)選甚至永 久地檢測和監(jiān)控至少一個結(jié)構(gòu)組件（K)或部件的狀態(tài)參數(shù)的方法，其特征在于， 在一個方法步驟中，優(yōu)選為了能夠在即將發(fā)生的構(gòu)件（K)或部件損壞的情況下提前進(jìn) 行維修或維護(hù)措施，發(fā)送例如形式為MESSAGE/DATA_ALERT信息的至少一個警告數(shù)據(jù)信息， 所述信息能夠被發(fā)出至中心或控制計算機(jī)（80)和/或所述至少一個IT和電子系統(tǒng)（50) 上。
16. -種根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的用于至少短暫地或周期性地，優(yōu)選甚至永 久地檢測和監(jiān)控至少一個結(jié)構(gòu)組件（K)或部件的狀態(tài)參數(shù)的方法，其特征在于， 只要識別出的超過允許的界限值的數(shù)量（Σ |k|)達(dá)到臨界的數(shù)量（n_feit)，那么就發(fā)送 至少一個警告數(shù)據(jù)信息，例如根據(jù)如下運算操作： 如果 Σ |k| >n_feit，那么發(fā)送 MESSAGE/DATA_ALERT， 例如附加或替選地，對于低于界限值，在使用為此設(shè)置的另一計數(shù)器（m)的情況下類 似地適用的是： 如果 Σ |m| >p_feit，那么發(fā)送 MESSAGE/DATA_ALERT。
17. -種根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的用于至少短暫地或周期性地，優(yōu)選甚至永 久地檢測和監(jiān)控至少一個結(jié)構(gòu)組件（K)或部件的狀態(tài)參數(shù)的方法，其特征在于， 附加或替選地，只要超過界限值的時間發(fā)生順序或時間發(fā)生次序相應(yīng)于至少一個"已 知為損壞部件或構(gòu)件的運行模式"，那么就發(fā)送單獨的警告數(shù)據(jù)信息，例如根據(jù)如下運算操 作： 如果 F {I THRESHOLDi I} = = SAMPLE_kHt，那么發(fā)送 MESSAGE/DATA_ALERT。
18. -種根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的用于至少短暫地或周期性地，優(yōu)選甚至永 久地檢測和監(jiān)控至少一個結(jié)構(gòu)組件（K)或部件的狀態(tài)參數(shù)的方法，其特征在于， 能識別出至少一個、但適宜地最多四十個"已知為損壞部件或構(gòu)件的運行模式"，其中， 該"已知為損壞部件或構(gòu)件的運行模式"例如存儲在知識庫（WB)中，替選地存儲在IT和電 子系統(tǒng)（50)中。
19. 一種根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的用于至少短暫地或周期性地，優(yōu)選甚至永 久地檢測和監(jiān)控至少一個結(jié)構(gòu)組件（K)或部件的狀態(tài)參數(shù)的方法，其特征在于具有該能識 別出的"已知為損壞部件或構(gòu)件的運行模式"： SAMPLE_titl= f (軸承磨損）， SAMPLE_tit2= f(軸承嚴(yán)重磨損）， SAMPLE_krit3= f (軸承中有碎肩）， SAMPLE_tit4= f(軸承中的潤滑劑太少）， SAMPLE_tit5= f (滾道系統(tǒng)中形成了裂縫）， SAMPLE_tit6= f (滾道系統(tǒng)中形成了嚴(yán)重的裂縫）， SAMPLE_tm= f (滾道系統(tǒng)中形成了點蝕）， SAMPLE_tit8= f(軸承卡住或軸承鎖死）， SAMPLE_tit9= f (棱邊破裂）， SAMPLE_titl(l= f (軸承變形）， SAMPLE_titll= f(軸承嚴(yán)重變形）， SAMPLE_titl2= f (滾動體損壞）， SAMPLE_titl3= f (滾動體缺失）， SAMPLE_titl4= f (潤滑劑過老化）， SAMPLE_titl5= f (潤滑劑嚴(yán)重過老化）， SAMPLE_titl6= f (潤滑劑中的鐵含量升高）， SAMPLE_kritl7= f(螺栓預(yù)應(yīng)力減小）， SAMPLE_kritl8= f(螺栓預(yù)應(yīng)力嚴(yán)重?fù)p耗）， SAMPLE_titl9= f (滾道系統(tǒng)彈性變形）， SAMPLE^it2ci= f (軸承中有水）， SAMPLE_tit21= f (形成了小坑或凹槽）， SAMPLE_tit22= f (保持架磨損）， SAMPLE_tit23= f (保持架斷裂）， SAMPLE_tit24= f (間隔塊斷裂）， SAMPLE_tit25= f (密封件泄漏）， SAMPLE_tit26= f (密封件卡入滾道系統(tǒng)中）， SAMPLE_tit27= f(預(yù)示齒部斷裂）， SAMPLE_tit28= f (齒部斷裂）， SAMPLE_tit29= f (軸承的磨損斷裂）， SAMPLE_tit3(l= f (由于突然的葉片調(diào)整導(dǎo)致的軸承故障）， SAMPLE_tit31= f (由于雷擊導(dǎo)致的軸承故障）， SAMPLE_tit32= f (軸承中的部段破裂）， SAMPLE_tit33= f(保持架中的部段破裂）， SAMPLE_krit34= f(葉片部分撕裂）， SAMPLE_tit35= f(葉片完全撕裂）， SAMPLE_krit36= f(主輸出軸損壞）， SAMPLE_tit37= f (主輸出軸斷裂）， SAMPLE_krit38= f (軸承中的潤滑劑壓力升高）， SAMPLE_krit39= f (軸承中的潤滑劑壓力減小）， SAMPLE_krit40= f(螺栓預(yù)應(yīng)力全部損耗）。
【文檔編號】G01M13/04GK104520578SQ201380042252
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年7月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月9日
【發(fā)明者】福爾克爾·迪茨 申請人:Imo控股有限責(zé)任公司