圖2 現(xiàn)有的設(shè)備振動偏移監(jiān)控手動探頭方法缺乏可重復(fù)性和可靠性

測量的頻率和時間安排

在高價值設(shè)備的生產(chǎn)設(shè)施中，例如制造敏感電子器件時，過程監(jiān)控極為有益。這種情況下，裝配線的微小偏移不僅可能導(dǎo)致工廠生產(chǎn)率下降，而且可能使最終設(shè)備的關(guān)鍵規(guī)格發(fā)生偏移。手持式探頭方法的另一個明顯的局限是無法實時指出有問題的振動偏移。多數(shù)壓電傳感器同樣如此，其集成度一般非常低(某些情況下僅有一個傳感器)，需要將數(shù)據(jù)傳送到其它地方進行分析。這些器件需要外部干預(yù)，因此可能會錯過一些事件和振動偏移。自治傳感器處理系統(tǒng)則不然，它內(nèi)置傳感器、分析、存儲和報警功能，同時仍然小到足以嵌入設(shè)備中，能夠在第一時間告知振動偏移，并且最佳地顯示基于時間的狀態(tài)趨勢。

了解數(shù)據(jù)

上述嵌入式傳感器發(fā)出實時通知的構(gòu)想，只有采用頻域分析才能實現(xiàn)。通常，任何設(shè)備都有多種振動源，如軸承缺陷、不平衡和齒輪嚙合等，此外還有設(shè)計帶來的振動源，例如鉆孔機或壓制機在正常工作過程中產(chǎn)生的振動?；跁r間的分析會產(chǎn)生一個綜合所有這些振動源的復(fù)雜波形，在進行FFT分析之前，它提供的信息難以辨別。多數(shù)壓電傳感器解決方案依賴外部FFT計算和分析。這不僅使得實時通知毫無可能，而且將大部分額外設(shè)計工作推給了設(shè)備開發(fā)商。但是，如果傳感器內(nèi)嵌FFT分析功能，就能即時確定振動偏移的具體來源。這樣一種完全集成的傳感器元件還能縮短設(shè)備開發(fā)商6到12個月的開發(fā)時間，因為它功能完備、簡單有效、自治工作。

數(shù)據(jù)訪問和傳輸

嵌入式檢測能夠完美地提供精確實時的趨勢數(shù)據(jù)，但這并不會提高向遠程過程控制器或操作員傳輸數(shù)據(jù)的復(fù)雜性。嵌入式FFT分析的前提顯然也是模擬傳感器數(shù)據(jù)已經(jīng)過調(diào)理并轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，以便簡化數(shù)據(jù)傳輸。事實上，目前使用的多數(shù)振動傳感器解決方案僅提供模擬輸出，導(dǎo)致信號質(zhì)量在傳輸過程中降低，更不用說離線數(shù)據(jù)分析的復(fù)雜性(上文已討論)?？紤]到要求振動監(jiān)控的多數(shù)工業(yè)設(shè)備往往存在于高噪聲、運動、無法接近、甚至危險的環(huán)境中，因此業(yè)界迫切希望降低接口線纜的復(fù)雜性，并且同樣在源端執(zhí)行盡可能多的數(shù)據(jù)分析工作，以便捕捉到盡可能準(zhǔn)確的設(shè)備振動狀態(tài)信息。具有無線傳輸能力的傳感器節(jié)點不僅有利于立即訪問，而且可大大簡化傳感器網(wǎng)絡(luò)的部署并顯著降低成本。

數(shù)據(jù)方向性

現(xiàn)有的許多傳感器解決方案是單軸壓電傳感器。這些傳感器不提供方向信息，因而會限制我們對設(shè)備振動剖面的了解。缺乏方向性導(dǎo)致需要噪聲非常低的傳感器以便提供所需的分辨能力，這又會影響成本。多軸MEMS傳感器則不同，如果各軸精密對準(zhǔn)，確定振動源的能力將大幅提高，同時也有助于降低成本。

傳感器的位置和分布

設(shè)備的振動剖面非常復(fù)雜，隨時間而變化，并且還會因設(shè)備材料和位置不同而有所差異。確定在哪里放置傳感器當(dāng)然非常重要，其主要決定因素是設(shè)備類型、環(huán)境和設(shè)備的壽命周期。采用現(xiàn)有的高成本傳感器元件時，探測點僅限于幾個或一個，這個問題顯得更加重要。這會導(dǎo)致前期開發(fā)時間顯著延長，因為需要通過反復(fù)實驗來確定最佳位置。但在大多數(shù)情況下，其后果是采集的數(shù)據(jù)量和數(shù)據(jù)質(zhì)量會受到影響。幸運的是，現(xiàn)在已有集成度更高而成本大幅降低的傳感器探頭可用，每個系統(tǒng)可以放置多個探頭，從而縮短前期開發(fā)時間和成本，或者使用數(shù)量更少、成本更低的探頭就能滿足要求。

適應(yīng)壽命周期變化