[发明专利]用于测量机器运转状况的无线系统和方法

说明书

本发明公开一种用于测量机器运转状况的无线系统和方法。所述系统包括被配置成设置在机器的储液器内的传感器，所述机器具有由所述储液器中的液体润滑的活动件。所述传感器被配置成获得所述液体的测量值，所述测量值代表所述储液器中的液体的数量或质量中的至少一种。所述系统还包括可操作地连接至所述传感器的装置主体。所述装置主体具有可操作地连接至所述传感器并且被配置成产生代表所述液体测量值的第一数据信号的处理单元。所述装置主体还包括被配置成将所述第一数据信号无线传送至远程读取器的发射器。

相关申请案的交叉引用

本申请案要求2012年8月22日提交的第61/692,230号美国临时专利申请案的权益，该申请案以全文引用方式并入本文中。

技术领域

本说明书描述的主题的一个或多个实施例大体涉及系统和方法，所述系统和方法用于检测机器或具有可活动件(movable parts)的机器部件的运转状况。

背景技术

许多工业机器(例如，机车、卡车、运土设备、风车等)包括在困难环境内运转和/或忍受大量热应力或扭转应力以及冲击和振动的元件或组件(例如，机器传动系(drivetrains))。通常期望监控元件或组件的情况，以使得在机器承受严重的永久损坏之前可对元件或组件进行替换或修理。通常，使用流体润滑剂来提供润滑和冷却，以便增强机器的性能和/或增加机器的操作寿命。润滑剂减少在彼此接合的两个零件之间的摩擦，并且也可驱散由两个零件之间的摩擦产生的热量。如一个具体实例，可用齿轮系或传动系来完成来自牵引电动机或其他机械动力提供者的速度控制。齿轮系一般包括至少两个彼此接合的齿轮。例如，第一齿轮(如小齿轮)的齿可在齿轮啮合处接合更大齿轮的齿。齿轮通常由润滑剂(例如，油)润滑，以便减少齿轮之间的摩擦，并且促进在操作期间产生的热的耗散。为了让齿轮被适当润滑，指定量的润滑剂可用于由齿轮使用。

齿轮系可包括包围齿轮系的一个或多个零件的齿轮箱。齿轮箱具有用于保持润滑剂的储液器。齿轮中的至少一个可移动通过储液器，以便润滑齿轮并因此润滑齿轮啮合。齿轮中的至少一个可连接至从齿轮箱伸出的轴。为防止从储液器或齿轮箱泄露，将轴与齿轮箱之间的接口密封。

然而密封接口通常暴露于苛刻的条件。例如，机车的齿轮系经常暴露于大的温差、潮湿环境、干燥环境、粗糙的灰尘或尘垢和/或复杂的振动状态。这些条件可造成密封接口的失效，从而导致润滑剂泄露。当可用于齿轮的润滑剂供应不足时，机器可容易发生齿轮系或滚动元件轴承损坏，从而导致锁定的轮轴状态。在机车情况下，锁定的轮轴可能需要机车从服务中移除并且被送往修理设施。机车的移除和修理都会是耗时且成本高昂的。此外，机车损失的生产力也是成本高昂的。

除具有足够量的润滑剂之外，还期望润滑剂在操作期间具有足够的质量。例如，在储液器中的润滑剂可变成由水、金属颗粒和非金属颗粒污染的。被污染的流体可导致机器的零件受损或性能降低。此外，润滑剂可由于重复的热循环和粘性循环而老化，导致诸如粘性的流体性能损失。

检查机器流体的常规方法包括流体的视觉检查(例如，量油尺)或直接连线至系统的传感器。然而，这些方法可能是不实用的和/或可能具有有限的能力。例如，由于一些机器的配置，可能难以视觉检查流体。另外，硬连线的传感器可不适合用于频繁移动和/或暴露于苛刻条件的机器。

除检测机器所用液体的数量和/或质量之外，可期望获得关于机器运转状况的其他信息。例如，当工业机器正适当运转时，机器可具有已知的或期望的振动状态。然而，当机器的零件被损坏或以其他方式不正常运转时，机器的振动会改变。因此，可期望检测机器中某些元件的振动，以便监控这些元件、机器的其他部件或机器整体的健康状况。

发明内容