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典型數(shù)據(jù)采集方法包括安裝在機(jī)器上的簡(jiǎn)單壓電傳感器和手持式數(shù)據(jù)采集工具等。這些方法存在多種局限性，特別是與理想的全面檢測(cè)與分析系統(tǒng)解決方案相比較，后者可以嵌入機(jī)器上或機(jī)器中，并能自治工作。下面深入討論這些局限性及其與理想解決方案——自治無(wú)線嵌入式傳感器——的對(duì)比。對(duì)*嵌入式自治檢測(cè)元件的復(fù)雜系統(tǒng)目標(biāo)的選項(xiàng)分析可以分為十個(gè)不同方面，包括實(shí)現(xiàn)高重復(fù)度的測(cè)量、精確評(píng)估采集到的數(shù)據(jù)、適當(dāng)?shù)奈臋n記錄和可追溯性等，下面將對(duì)各方面進(jìn)行說(shuō)明并探討可用方法與理想方法。

　　精確且可重復(fù)的測(cè)量

　　現(xiàn)有手持式振動(dòng)探頭在實(shí)現(xiàn)方法上具備一些優(yōu)勢(shì)，包括不需要對(duì)終端設(shè)備做任何修改，而且其集成度相對(duì)較高，尺寸較大，可提供充足的處理能力和存儲(chǔ)空間。然而，它的一個(gè)主要局限是測(cè)量結(jié)果不可重復(fù)。探頭位置或角度稍有改變，就會(huì)產(chǎn)生不*的振動(dòng)剖面，從而難以進(jìn)行精確的時(shí)間比較。因此，維護(hù)技術(shù)人員首先需要弄清所觀察到的振動(dòng)偏移是由機(jī)器內(nèi)部的實(shí)際變化所致，還是僅僅因?yàn)闇y(cè)量技術(shù)的變化所致。理想情況下，傳感器應(yīng)當(dāng)結(jié)構(gòu)緊湊并且充分集成，能夠直接*性地嵌入目標(biāo)設(shè)備內(nèi)部，從而消除測(cè)量位置偏移問(wèn)題，并且可以*靈活地安排測(cè)量時(shí)間。

　　測(cè)量的頻率和時(shí)間安排

　　在高價(jià)值設(shè)備的生產(chǎn)設(shè)施中，例如制造敏感電子器件時(shí)，過(guò)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(gè)明顯的局限是無(wú)法實(shí)時(shí)指出有問(wèn)題的振動(dòng)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(gè)傳感器），需要將數(shù)據(jù)傳送到其它地方進(jìn)行分析。這些器件需要外部干預(yù)，因此可能會(huì)錯(cuò)過(guò)一些事件和振動(dòng)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(chǔ)和報(bào)警功能，同時(shí)仍然小到足以嵌入設(shè)備中，能夠在*時(shí)間告知振動(dòng)偏移，并且地顯示基于時(shí)間的狀態(tài)趨勢(shì)。

　　上述嵌入式傳感器發(fā)出實(shí)時(shí)通知的構(gòu)想，只有采用頻域分析才能實(shí)現(xiàn)。通常，任何設(shè)備都有多種振動(dòng)源，如軸承缺陷、不平衡和齒輪嚙合等，此外還有設(shè)計(jì)帶來(lái)的振動(dòng)源，例如鉆孔機(jī)或壓制機(jī)在正常工作過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)?；跁r(shí)間的分析會(huì)產(chǎn)生一個(gè)綜合所有這些振動(dòng)源的復(fù)雜波形，在進(jìn)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(jì)算和分析。這不僅使得實(shí)時(shí)通知毫無(wú)可能，而且將大部分額外設(shè)計(jì)工作推給了設(shè)備開(kāi)發(fā)商。但是，如果傳感器內(nèi)嵌FFT分析功能，就能即時(shí)確定振動(dòng)偏移的具體來(lái)源。這樣一種*集成的傳感器元件還能縮短設(shè)備開(kāi)發(fā)商6到12個(gè)月的開(kāi)發(fā)時(shí)間，因?yàn)樗δ芡陚?、?jiǎn)單有效、自治工作。

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傳感器適應(yīng)設(shè)備壽命周期中的變化，在一定程度上取決于對(duì)基線設(shè)備響應(yīng)的了解。利用簡(jiǎn)單的模擬傳感器就能獲得基線設(shè)備響應(yīng)，即讓操作人員進(jìn)行測(cè)量，執(zhí)行離線分析，并將此數(shù)據(jù)與適當(dāng)?shù)臉?biāo)志一起離線存儲(chǔ)在特定設(shè)備和探頭位置上。更好且更不易出錯(cuò)的方法是將基線FFT存儲(chǔ)在傳感器頭部，這樣數(shù)據(jù)永遠(yuǎn)不會(huì)誤放?；€數(shù)據(jù)還有助于確定報(bào)警電平，也是直接在傳感器上編程設(shè)置，以便在隨后的數(shù)據(jù)分析和采集中，如果檢測(cè)到警告或故障條件，可以產(chǎn)生實(shí)時(shí)中斷。

　　數(shù)據(jù)可追溯性和文檔記錄

　　在工廠環(huán)境中，一個(gè)適用的振動(dòng)分析程序可能要監(jiān)控?cái)?shù)十甚至數(shù)百個(gè)位置，無(wú)論是通過(guò)手持式探頭還是通過(guò)嵌入式傳感器。在一臺(tái)設(shè)備的整個(gè)壽命周期中，可能需要獲得成千上萬(wàn)條記錄。預(yù)見(jiàn)性維護(hù)程序的完整性取決于傳感器采集點(diǎn)的位置和時(shí)間的適當(dāng)映射。為將風(fēng)險(xiǎn)降至低，以及獲得較有價(jià)值的數(shù)據(jù)，傳感器應(yīng)具有的序列號(hào)和嵌入式存儲(chǔ)器，并且能夠給數(shù)據(jù)添加時(shí)間戳。

　　可靠性

上文重點(diǎn)討論了現(xiàn)有針對(duì)過(guò)程控制和預(yù)見(jiàn)性維護(hù)相關(guān)的傳感器振動(dòng)監(jiān)控方法的改善之道。就容錯(cuò)和監(jiān)控而言，還應(yīng)當(dāng)細(xì)致審查傳感器本身。如果傳感器發(fā)生故障（性能變化），而不是設(shè)備發(fā)生故障，該怎么辦呢？或者，如果采用*自治工作的傳感器（即上文所述的理想方法），我們對(duì)傳感器持續(xù)正常工作能有多大信心呢？對(duì)于許多現(xiàn)有傳感器，如壓電傳感器等，這種情況確實(shí)會(huì)造成嚴(yán)重的限制，因?yàn)樗鼈儫o(wú)法提供任何系統(tǒng)內(nèi)自測(cè)功能。隨著時(shí)間的推移，必然會(huì)對(duì)所記錄數(shù)據(jù)的*性缺乏信心。在設(shè)備壽命晚期的關(guān)鍵監(jiān)控階段，實(shí)時(shí)故障通知在時(shí)間、成本和安全上都具有十分重要的意義，傳感器是否仍然正常工作必然是關(guān)注的重點(diǎn)。高可信度過(guò)程控制程序的基本要求是能夠?qū)鞲衅鬟M(jìn)行遠(yuǎn)程自測(cè)。幸運(yùn)的是，一些基于MEMS的傳感器可以做到這一點(diǎn)。嵌入式數(shù)字自測(cè)能力就此*了可靠振動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的后空白。

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