[发明专利]振动和状态监控系统及其部件

说明书

技术领域

本发明涉及涡流探头驱动器系统和作为数字处理模块一部分或作为单 独的涡流探头驱动器模块的相关数字线性化，特别是在危险区域。本发明还 涉及振动和状态监控系统。

背景技术

涡流探头(ECP)传感器系统从二十世纪70年代开始在主要与轴颈(套 筒)轴承一起操作的旋转设备监控和保护中进行非接触式位移测量。ECP系 统通常也称为“接近式探头系统”。

涡流探头依赖于包括振荡器的驱动器。振荡器用来激励所连接的涡流探 头，以使其产生变化的磁场。当该第一磁场靠近钢制目标材料时，将在目标 材料表米感生出时变涡流。所述涡流又会产生与原先第一磁场相反的第二磁 场，因此影响探头末梢的合成阻抗。感生出的涡流大小取决于探头末梢和钢 制目标材料之间的距离。因此，探头阻抗变化是探头末梢和目标材料之间距 离的直接量度。

涡流驱动器系统中的振荡器电路通常建立在使用离散匹配晶体管级路 (stage)作为活动元件的Collpits型振荡器。这种振荡器是电流驱动型的， 并基本上以完全饱和模式操作，作为开关并因此为维持振荡提供所需的能 量。产生的幅值由驱动电流的非线性属性限定，并且因寄生效应影响而依赖 于温度和设备。为了从多个模块获得类似的输出响应，这种成本非常低的方 法要求幅值校准，以及因驱动晶体管所使用的PN结而要求温度和频率补偿。 此外，由于输出阻抗和寄生电容的影响，幅值稳定性取决于振荡器电路负载 的稳定性。除了部件之间寄生效应的影响之外，这些电容性负载影响还取决 于频率，因此影响探头/电缆谐振总体阻抗值。

即使采用不同的电缆长度，也希望振荡器频率在探头系统全部操作范围 内尽可能保持恒定。此外，对于较长的电缆长度来说，为了优化阻抗响应而 调谐谐振电路，通常在电流系统采用并联、通常为铁基的负载电感。但是， 这种铁基电感跟随时间而发生长期变化/漂移，因此对于谐振电路输出阻抗也 有影响。

利用恒定驱动电流，输出电压将作为谐振阻抗和激励电流基础谐波响应 的函数。由于这种特性，对于相等的探头/电缆系统来说，产生的谐振电压受 到电平变化影响，因此在不同的驱动模块之间，不可以认为是恒定的。因此， 这就要求存在不希望的手工校准，需要更好的维持幅值精度和稳定性的装 置。因此，显然存在改进空间。

发明内容

本发明的目标是限定一种驱动方法和一种涡流探头驱动器。

本发明进一步的目标是限定一种能确认所连接的探头系统的功能和/或 类型的驱动方法和涡流探头驱动器。

本发明另一个目标是限定一种确认连接到涡流驱动器系统的探头/电缆 系统的功能和/或类型的方法。

本发明进一步的目标是限定一种能在危险区域内有效进行振动监控的 单元和方法。

本发明前述目标借助一种确定连接到涡流探头振荡器的涡流探头/电缆 系统状态的方法来实现。根据本发明，确定该状态是建立在涡流探头振荡器 的频率的基础上的。根据该方法适当确定所述状态，包括确定涡流探头/电缆 系统的系统类型和/或确定涡流探头/电缆系统的正确功能。所述方法优选包 括多个步骤。在第一步骤中，测量涡流探头振荡器的频率。在第二步骤中， 将测量的频率与一个或多个先前测量的频率、和/或预定频率、和/或预定的 频率范围进行比较。在第三步骤中，借助频率比较结果确定所述状态。所述 方法适当地还包括附加步骤。在第一附加步骤中，解调涡流探头振荡器的所 述频率。在第二附加步骤中，测量解调后的频率的幅值。在第三附加步骤中， 将测量的幅值与一个或多个先前测量的幅值、和/或预定幅值、和/或预定幅 值范围进行比较。而且在第三步骤中，确定所述状态包括借助幅值比较结果 确定所述状态。