KR20170107407A - 저속 베어링 고장을 예측하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

저속 베어링 고장을 예측하기 위한 시스템 및 방법 Download PDF

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KR20170107407A
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Abstract

저속 베어링 고장을 예측하는 시스템은 저속 베어링에 의해 발생되는 소음이 임계를 초과하는 경우 통지를 트리거링한다. 이러한 시스템은 실제 고장보다 훨씬 빨리 고장을 예측한다. 시스템은 베어링에 의해 발생된 소음을 검출하기 위한 가속도계를 포함한다. 가속도계에 의해 생성된 신호는 대역통과 필터, 증폭기/정류기, 평균화 필터, 및 전압-전류 컨버터를 사용하여 처리된다. 이러한 신호와 원시 데이터가 컴퓨터와 같은 원격 모니터링 시스템으로 송신된다. 이러한 신호는, 예컨대 최적-맞춤 선분을 생성하기 위해 더욱 분석된다. 최적-맞춤 선분의 양 또는 기울기가 소정 값을 초과하는 경우와 같이 신호가 미리 결정된 임계를 초과하면, 원격 시스템은 감독자에게 유지보수 계획을 세우도록 통지한다.

Description

저속 베어링 고장을 예측하기 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR ANTICIPATING LOW-SPEED BEARING FAILURE}
본 발명은 베어링을 원격 모니터링하는 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 고장이 발생하기 전에 충분한 시간 여유를 가지고 저속 베어링을 원격 모니터링하여, 베어링의 유지보수를 규칙적으로 계획된 유지보수에 통합시키기 위한 시스템에 관한 것이다.
저속 베어링 시스템의 예측된 고장을 사전에 검출하고 경고하기 위한 시스템 및 방법은 2-부분 검출 시스템을 포함한다. 베어링 고장 검출 시스템의 제 1 부분은 베어링에 또는 가까이 배치된다. 베어링 고장 검출 시스템의 제 2 부분은 베어링으로부터 떨어진 위치에 배치된다. 이러한 시스템 및 방법은 저속 또는 낮은-RPM(분당 회전수) 시스템에서 사용되는 베어링의 열화 상태를 검출하고, 베어링의 열화가 언제 고장을 야기할지를 예측하도록 캘리브레이션된다. 이러한 시스템은 발생할 수 있는 고장을 충분히 앞선 시점에 예측함으로써, 베어링 교체가 응급 보수나 계획되지 않은 셧다운 대신에 정기 유지보수를 통해 이루어질 수 있게 한다. 일부 실시예들에서, 이러한 시스템은 베어링이 치명적으로 고장나기 이전에 6월 내지 1년 앞서서 베어링의 고장을 예측할 수도 있다.
베어링의 고장을 예측하기 위해, 원시 소음 데이터가 획득, 처리되고, 평균화된다. 이러한 평균이 미리 결정된 임계와 비교되어 기술자 또는 자동화된 시스템에게 유지보수를 해야한다고 알린다. 저속 베어링 고장 검출 시스템은 베어링 및 원격 시스템에 부착되는 부품을 포함한다. 원격 시스템은 베어링에 의해 발생되는 소리를 모니터링하고, 표시될 경우 시스템의 유지보수를 기술자가 계획하게 한다.
일 양태에서, 본 발명은 낮은 RPM에서 회전하는 베어링에 대한 베어링 고장의 사전 검출을 위한 시스템을 제공하는데, 베어링은 콘베이어 메커니즘 내에 포함되고, 베어링은 외측부, 내측부, 및 외측부를 내측부로부터 분리하는 중간부를 포함한다. 이러한 시스템은, 베어링의 하우징에 포지셔닝되는 가속도계부를 포함하고, 가속도계는 베어링의 진동을 검출하도록 구성된다. 저역-통과 필터부는 전기 신호의 저역-통과 주파수보다 낮은 주파수 성분을 통과하도록 구성되고, 전기 신호의 저역-통과 주파수보다 큰 주파수 성분을 억제하도록 구성된다. AC-DC 변환부는 교류 전기 신호를, 베어링의 상태에 관련된 정보를 포함하는 직류 전기 신호로 변환하도록 구성된다. 송신기는 AC-DC 변환부와 연관된다. 원격 모니터링 디바이스가 제공되는데, 원격 모니터링 디바이스는 베어링의 상태에 관련된 정보를 송신기로부터 수신하도록 구성된다. 경고 디바이스는 원격 모니터링 디바이스와 연관되는데, 경고 디바이스는 원격 모니터링 디바이스에 의해 수신된 정보가 언제 미리 결정된 임계를 초과하는지를 표시하도록 구성된다.
다른 양태에서, 본 발명은 약 0.1 RPM 내지 약 10.0 RPM에서 회전하는 베어링에 대한 베어링 고장을 사전 검출하기 위한 시스템의 컴포넌트를 제공하는데, 베어링은 콘베이어 메커니즘에 포함되고, 베어링은 외측부, 내측부, 및 상기 외측부를 내측부로부터 분리하는 중간부를 포함한다. 이러한 컴포넌트는, 약 0.5 Hz 내지 약 15,000 Hz의 주파수를 검출하도록 구성되는 가속도계부를 포함한다. 이러한 컴포넌트는, 전기 신호의 약 500 Hz보다 더 적은 주파수 성분을 통과시키도록, 그리고 전기 신호의 약 500 Hz보다 더 큰 주파수 성분을 억제하도록 구성되는 주파수 필터링부를 포함한다. 이러한 컴포넌트는, 교류 전기 신호를 직류 전기 신호로 정류하도록 구성되는 AC-DC 변환부를 더 포함한다. 이러한 컴포넌트는 주파수 필터링부 및 AC-DC 변환부 양자 모두를 통해 가속도계의 출력을 처리하도록 구성되며, 상기 컴포넌트는 직류 전기 신호로부터 유도된 전기 신호를 송신하도록 구성된다.
다른 양태에서, 본 발명은 약 0.1 RPM 내지 약 10.0 RPM에서 회전하는 베어링에 대한 베어링 고장을 사전 검출하기 위한 방법을 제공하는데, 베어링은 콘베이어 메커니즘에 포함되고, 베어링은 외측부, 내측부, 및 상기 외측부를 내측부로부터 분리하는 중간부를 포함한다. 상기 방법은, 베어링의 진동을 검출할 가속도계를 위치시키는 단계를 포함하는데, 가속도계는 약 0.5 Hz 내지 약 15,000 Hz의 주파수를 검출하도록 구성되며, 가속도계는 출력을 가진다. 이러한 방법은 500 Hz보다 큰 주파수를 억제하도록 구성된 저역-통과 필터를 통해 가속도계의 출력을 필터링하는 단계를 더 포함한다. 이러한 방법은 교류 전기 신호를 직류 전기 신호로 변환하도록 구성된 AC-DC 컨버터를 통해 가속도계의 출력을 정류하는 단계를 더 포함한다. 이러한 방법은 가속도계의 출력을 원격 모니터링 디바이스로 송신하는 단계를 더 포함한다.
첨부 도면과 상세한 설명을 검토하면, 본 발명의 다른 시스템, 방법, 피쳐 및 장점들이 당업자에게 명백해지거나 명백하게 이해될 것이다. 이러한 모든 추가적 시스템, 방법, 피쳐 및 장점들은 본 명세서와 요약서 포함되고, 본 발명의 범위에 속하며, 청구 범위에 의해서 보호되는 것이 의도된다.
본 발명은 후속하는 도면과 상세한 설명을 참조하면 더 잘 이해될 수 있다. 도면의 컴포넌트들은 반드시 척도에 맞거나 강조하기 위한 것이 아니며, 그 대신에 본 발명의 원리를 예시하기 위하여 제공된다. 더욱이, 도면에서, 유사한 참조 번호는 다른 도면에 걸쳐서 대응하는 부분을 가리킨다.
도 1 은 나선 콘베이어 시스템의 사시도이다;
도 2 는 하단 베어링과 베어링 고장을 검출하기 위한 시스템이 있는 나선 콘베이어 시스템의 단면도이다;
도 3 은 베어링 고장을 검출하기 위한 시스템의 부분이 베어링의 하우우징에 부착된, 베어링의 사시도이다;
도 4 는 베어링 고장을 검출하기 위한 시스템의 부분의 개략도이다;
도 5 는 베어링 고장을 검출하기 위한 시스템에서 사용되기 위한 처리 컴포넌트의 개략도이다;
도 6 은 베어링 고장을 검출하기 위한 방법의 흐름도이다;
도 7 은 베어링 고장을 검출하기 위한 방법의 공정 흐름도이다;
도 8 은 베어링이 양호한 상태에 있을 경우에 베어링 고장을 검출하기 위한 시스템의 용도의 개략도이다; 그리고
도 9 는 저속 베어링으로부터의 원시 소음 데이터를 나타낸다;
도 10 은 저속 베어링으로부터의 평균화된 소음 데이터를 나타낸다;
도 11 은 베어링이 마모 상태에 있을 경우에 베어링 고장을 검출하기 위한 시스템의 용도의 개략도이다; 그리고
도 12 는 선분 평균화를 나타내는, 저속 베어링 고장 검출 시스템으로부터의 데이터이다.
저속 베어링 시스템의 예측된 고장을 사전에 검출하고 경고하기 위한 시스템 및 방법은 2-부분 검출 시스템을 포함한다. 베어링 고장 검출 시스템의 제 1 부분은 베어링에 또는 가까이 배치된다. 베어링 고장 검출 시스템의 제 2 부분은 베어링으로부터 떨어진 위치에 배치된다. 이러한 시스템 및 방법은 저속 또는 낮은-RPM(분당 회전수) 시스템에서 사용되는 베어링의 열화 상태를 검출하고, 베어링의 열화가 언제 고장을 야기할지를 예측하도록 캘리브레이션된다. 이러한 시스템은 발생할 수 있는 고장을 충분히 앞선 시점에 예측함으로써, 베어링 교체가 응급 보수나 계획되지 않은 셧다운 대신에 정기 유지보수를 통해 이루어질 수 있게 한다. 일부 실시예들에서, 이러한 시스템은 베어링이 치명적으로 고장나기 이전에 6월 내지 1년 앞서서 베어링의 고장을 예측할 수도 있다.
베어링의 고장을 예측하기 위해, 원시 소음 데이터가 획득, 처리되고, 평균화된다. 이러한 평균이 미리 결정된 임계와 비교되어 기술자 또는 자동화된 시스템에게 유지보수를 해야한다고 알린다. 저속 베어링 고장 검출 시스템은 베어링 및 원격 시스템에 부착되는 부품을 포함한다. 원격 시스템은 베어링에 의해 발생되는 소리를 모니터링하고, 표시될 경우 시스템의 유지보수를 기술자가 계획하게 한다. 이러한 표시는 베어링 고장이 발생하여 시스템이 셧-다운되기 훨씬 전에, 예를 들어 예측된 베어링 고장이 발생하기 이전에 6개월에서 1년 이전에 발생한다.
도 1 은 저속 구동 시스템 내에 적어도 하나의 베어링을 이용할 수 있는 나선 콘베이어 시스템(100)의 일 실시예를 도시한다. 나선 콘베이어 시스템(100)과 같은 나선 콘베이어 시스템은 당업계에 주지되어 있다. 나선 콘베이어 시스템(100)은 구동 드럼(104) 주위의 나선 열(105)을 따라 이동하도록 구성되는 콘베이어 벨트(102)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 구동 드럼(104)은 직접 구동 시스템을 위해 콘베이어 벨트(102)의 측면과 결속되는 하나 이상의 구동바(107)를 포함할 수 있다. 이러한 구동 시스템은 당업계에 주지되어 있다. 다른 실시예들에서, 구동 드럼(104) 및 콘베이어 벨트(102)의 에지는, 회전하는 드럼으로부터 콘베이어 벨트로 구동력을 전달하도록 서로 결속되는 준비물(provision)을 포함할 수 있다.
콘베이어 벨트(102)는 당업계에 공지된 임의의 타입의 무한 벨트일 수 있다. 콘베이어 벨트(102)는 금속, 플라스틱, 합성물, 세라믹, 이러한 재료들의 조합, 또는 당업계에 공지된 임의의 다른 타입의 콘베이어 벨트 재료로 제작될 수 있다. 도 1 에 도시되는 실시예와 같은 실시예에서, 벨트(102)는 나선 열(105)의 하단(110)으로부터 나선 열(105)의 상단(112)까지 이동할 수 있다. 다른 실시예들에서, 이동 방향은 반전될 수 있다.
무한 벨트이기 때문에, 벨트(102)는 상단(112)에서 나선 경로의 출구로부터 하단(110)에서 나선 열(105)의 입구로 복귀한다. 복귀 경로(114)를 따라서 복귀할 수 있게 하기 위해서, 시스템(100)은 테이크업 릴(115)과 같은 테이크업 릴(take-up reel)을 포함할 수 있다. 테이크업 릴(115)은 벨트(102)의 장력에 의해서 간접적으로 구동될 수 있고, 또는 테이크업 릴(115)은 예컨대 모터(미도시)에 의해 독립적으로 구동될 수 있다. 일부 실시예들에서, 모터는 벨트(102)의 장력이 원하는 범위 안에서 유지될 수도 있도록 상수 토크 모터일 수 있다. 일부 실시예들에서, 복귀 경로(114)를 따라서 벨트 장력을 유지하는 것을 돕기 위해서 가중된 릴(weighted reel; 117)이 제공될 수 있다.
드럼(104)은 낮은 RPM(분당 회전수)에서 회전하도록 구성된다. 정확한 속도는 나선 열(105)의 높이, 벨트(102)의 길이, 및 특정한 조리, 굽기, 또는 냉동 시간을 설정하는 것과 같은 시스템의 의도된 용도와 같은 인자들에 따라 달라질 수 있다. 일부 실시예들에서, 드럼(104)은 15 RPM 이하로 회전할 수 있다. 일부 실시예들에서, 드럼(104)은 10 RPM 이하로 회전할 수 있다. 일부 실시예들에서, 드럼(104)은 4 RPM 이하로 회전할 수 있다. 일부 실시예들에서, 드럼(104)은 0.1 RPM 내지 10 RPM의 속도로 회전할 수 있다.
드럼(104)은 나선 콘베이어 시스템(100)의 베이스(103)에 가깝게 위치된 모터(미도시)를 사용하는 것과 같이, 당업계에 공지된 임의의 방법을 사용하여 구동될 수 있다. 모터는 자신이 생성하는 파워를 당업계에 공지된 임의의 메커니즘을 사용하여 드럼(104)으로 전송할 수 있다. 도 1 에 도시되는 실시예와 같은 실시예들에서, 모터로부터 샤프트(106)로의 파워 전달을 제어하기 위한 체인 및 기어 박스와 같은 공지된 시스템이 제공될 수 있다. 샤프트(106)는, 베이스(103)로부터 나선 열(105)의 상단까지 연장되는 길쭉한 금속 폴과 같은 당업계에 공지된 임의의 타입의 구동 샤프트일 수 있다. 지지대(109)와 같은 하나 이상의 지지대가 샤프트(106)를 드럼(104)에 부착시켜 샤프트(106)의 회전력을 드럼(104)으로 전달할 수 있다.
하단 베어링(101)은 모터, 기어박스, 및/또는 콘베이어 프레임 내에 또는 위에 제공되거나, 이와 연관될 수 있다. 당업계에 공지된 바와 같이, 방사상 부하 및 축상 부하를 지지하면서, 하단 베어링(101)이 모터 및/또는 베이스(103)와 샤프트(106) 사이의 회전 마찰을 감소시키도록 제공된다. 베어링 및 그들의 기능은 일반적으로 당업계에 잘 알려져 있으며 이해되고 있다. 도면에 도시된 실시예와 같은 일부 실시예들에서, 하단 베어링(101)은 도 1 내지 도 3 에 도시된 바와 같은 롤링 엘리먼트일 수 있다. 비록 하단 베어링만 도시되지만, 시스템(100)에는 시스템의 부드러운 동작을 위해 필요한 만큼의 임의의 개수의 베어링이 제공될 수 있다. 도 3 에 도시된 바와 같이, 하단 베어링(101)은 베어링 하우징(300) 및 하나 이상의 롤링 엘리먼트(306)를 포함한다. 구형 볼 베어링으로 도시되지만, 롤링 엘리먼트(306)는 당업계에 공지된 임의의 타입의 롤링 엘리먼트일 수 있다. 예를 들어, 높은 축상 추력이 발생하는 일부 실시예들에서, 롤링 엘리먼트(306)는 형상이 원통형 또는 원추형일 수 있다. 하우징(300)은 중간부에 의해 분리된 내부 레이스(race; 302) 및 외부 레이스(304)를 포함한다. 내부 레이스(302) 및 외부 레이스(304)는 중간부를 규정하고, 모터가 샤프트(106)를 회전시킬 때 롤링 엘리먼트들 사이의 마찰을 더욱 감소시키도록 제공되는 롤링 엘리먼트(306) 및 임의의 윤활제를 보유하고 유도하도록 구성된다. 내부 레이스(302) 및 외부 레이스(304)는 롤링 엘리먼트(306)의 움직임을 유도하기 위한 홈 또는 트랙(미도시)을 포함할 수 있다. 내부 레이스(302) 및 외부 레이스(304)가 베어링 하우징에 대해 적합하다고 당업계에 공지된 임의의 재료로 제작될 수 있지만, 내부 레이스(302) 및 외부 레이스(304)는 금속으로 제작될 수 있다.
이와 유사하게, 롤링 엘리먼트(306)가 롤링 엘리먼트로서 사용되기에 적합하다고 당업계에 공지된 임의의 재료로 제작될 수 있지만, 롤링 엘리먼트(306)는 스테인레스 강과 같은 금속으로 제작될 수 있다. 롤링 엘리먼트(306)의 크기와 개수는 샤프트(106)의 크기에 따라 달라질 수 있다.
비록 형상이 일반적으로는 구형, 원통형 또는 원추형이지만, 새 롤링 엘리먼트(306)는 거친 부분 및 제작 능력이 부족해서 생긴 다른 표면 불완전성을 가질 수도 있다. 시간이 지남에 따라서, 베어링이 인접한 베어링에 문질러지거나 및/또는 충격을 줄 때에 인접한 베어링과의 접촉을 통한 마모 때문에 이러한 불완전성이 증가할 것이다. 추가하여, 베어링 내의 윤활제는 열, 사용, 및/또는 노화에 따라 열화될 수 있다. 이러한 유지보수 이슈가 다뤄지지 않으면, 베어링의 수명은 크게 감소될 수 있다. 어떤 경우에는, 하단 베어링(101)과 같은 베어링에 고장이 발생하는 것은 기대되지 않은 것이고 치명적일 수 있어서, 시스템(100)이 계획에 없이 중단되게 하며, 생산 라인이 셧다운되기 때문에 시간 및 경제적 손실이 발생한다. 그러므로, 나선 콘베이어 시스템(100)에는 하단 베어링(101)과 같은 베어링의 고장을 예측하기 위한 시스템이 제공된다.
모니터링 시스템은 두 개의 부분인: 로컬부(120) 및 원격 모니터링 시스템(122)을 포함한다. 로컬부(120)는 소음 데이터를 수집하고, 선택적으로 소음 데이터를 처리하며, 소음 데이터를 원격 모니터링 시스템(122)으로 송신하기 위한 준비물이 탑재된 센서 패키지이다. 원격 모니터링 시스템(122)은, 로컬부(120)로부터 소음 데이터를 수신하고, 선택적으로는 소음 데이터를 처리하고, 소음 데이터를 분석하며, 및 임계 소음 레벨이 넘는 경우 시그널링함으로써 기술자 또는 다른 감독자가 베어링의 고장이 멀지 않았음을 알게 되고 유지보수 계획을 세우게 할 수 있는, 컴퓨터 또는 다른 시스템이다.
로컬부(120)는 하단 베어링(101)에 또는 가까이에 위치된다. 일부 실시예들에서, 로컬부(120)는, 로컬부(120)가 외부 소리 및 진동을 검출하는 것을 막기 위해서 베어링 하우징(300)에 직접적으로 부착될 수 있다. 부착된 부분(120)은 리벳, 스크류, 또는 래치와 같은 기계적 커넥터, 자기적 커넥터, 및/또는 접착제와 같이 당업계에 공지된 임의의 방법을 사용하여 하단 베어링(101)에 부착될 수 있다. 일부 실시예들에서, 로컬부(120)는 하우징이 무선 통신을 방해하지 않도록 베어링 하우징(300)의 외면에 부착된다. 유선 통신을 하거나 원격 모니터링 시스템(122)이 로컬부(120)에 근접되거나, 또는 무선 통신 신호를 부스팅하기 위해 중간 릴레이가 사용되는 것과 같은 다른 실시예들에서, 로컬부(120)는 베어링 하우징(300) 내에 위치될 수 있다. 다른 실시예들에서, 로컬부(120)는, 로컬부(120)의 컴포넌트들의 민감도에 따라서, 베어링 하우징(300)에 가까운 시스템(100)에 부착될 수 있다.
도 4 는 로컬부(120)의 개략적인 실시예를 도시한다. 정확한 컴포넌트들을 선택하는 것은, 나선 콘베이어 시스템(100)의 타입, 베어링(101)의 타입, 및 시스템 주위의 환경적 상태와 같은 인자들에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 일부 나선 콘베이어 시스템은 베이킹에 사용되고, 따라서 환경적 상태는 고온 및 낮은 습도를 포함할 수 있다. 다른 나선 콘베이어 시스템은 음식을 냉동하기 위해 사용되며, 따라서 환경적 상태는 저온을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 나선 콘베이어 시스템은 음식이 아닌 목적을 위해 사용될 수 있는데, 이러한 경우에 주위 온도와 습도는 상대적으로 제어되지 않을 수도 있다.
도 4 에 도시된 바와 같이, 로컬부(120)는 가속도계(402)와 같은, 소음 데이터를 수집하기 위한 센서를 포함한다. 가속도계(402)는 저레벨 소리, 진동, 및 저 주파수를 검출할 수 있는, 당업계에 공지된 임의의 타입의 가속도계일 수 있다. 일부 실시예들에서, 가속도계(402)는 압전식이다. 10 RPM 이하에서 회전하는 시스템과 같은 일부 실시예들에서, 가속도계(402)는 5 Hz 내지 15 kHz의 범위에서 주파수를 검출하도록 구성된다. 다른 실시예들에서, 가속도계(402)는 모니터링될 시스템의 타입에 따라서 더 높거나 더 낮은 주파수를 검출할 수도 있다. 10 RPM 이하에서 회전하는 시스템과 같은 일부 실시예들에서, 가속도계(402)의 민감도는 100 mV/g이다. 다른 실시예들에서, 가속도계(402)는 모니터링될 베어링의 타입 및 구성에 따라서 더 민감하거나 덜 민감할 수도 있다. 10 RPM 이하에서 회전하는 시스템과 같은 일부 실시예들에서, 가속도계(402)는 12 V 내지 24 V의 바이어스 전압을 가진다. 다른 실시예들에서, 가속도계(402)는 모니터링될 시스템의 타입에 따라서 더 낮거나 더 높은 바이어스 전압을 가질 수도 있다. 10 RPM 이하에서 회전하는 시스템과 같은 일부 실시예들에서, 가속도계(402)는 2 mA의 여기 값(excitation value)을 가질 수 있다. 다른 실시예들에서, 가속도계(402) 는 더 높거나 더 낮은 여기 값을 가질 수도 있다.
일부 실시예들에서, 베어링이 저속으로 회전하기 때문에, 베어링이 고장이 임박한 상태에 가까울 때까지 진동은 거의 느껴지지 않을 수도 있다. 그러나, 베어링 하우징의 진동을 검출할 수가 없다고 해도, 베어링은 소음 또는 소리를 발생할 것이다. 소리는 그 자체로서 진동의 한 종류이다. 양호한 베어링은 낮은 레벨에서 소음을 방출할 것이지만, 마모된 베어링은 훨씬 더 높은 레벨에서 소음을 방출할 것이다. 그러므로, 일부 실시예들에서, 가속도계(402)는 새로운 베어링에 의해서 방출되는 소음/소리 진동도 검출할 수 있도록 충분히 민감하다. 베어링의 소리를 들음으로써, 가속도계(402)는 베어링으로부터 정보를 검출하고, 감독자에게 예측되긴 하지만 임박하지는 않은 고장에 대해 통지한다.
가속도계(402)는 소음 데이터를 처리 칩(404)으로 공급한다. 일부 실시예들에서, 처리 칩(404)은 로컬부(120)의 컴포넌트이다. 일부 실시예들에서, 가속도계(402)는 처리 칩(404)에 통합될 수 있다. 다른 실시예들에서, 처리 칩(404)은 원격 시스템(122)의 컴포넌트이다. 처리 칩(404)은 가속도계 데이터로부터 비-베어링 소음을 필터링하고, 가속도계(402)에 의해 수집된 원시 베어링 소음 데이터로부터 평균화된 신호를 생성하도록 구성된다. 처리 칩(404)은 전기적으로 연결된 여러 컴포넌트들, 예컨대 집적 회로 칩을 포함할 수 있다.
처리 칩(404)은 대역통과 필터(415)를 포함한다. 대역통과 필터(415)는 고 주파수 및 저 주파수 양자 모두를 필터링함으로써, 베어링에 의해 생성된 특정 범위의 주파수만이 계속 처리되게 하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 관심대상 주파수는 500 Hz 미만이다. 그러므로, 500 Hz보다 더 큰 임의의 주파수를 필터링하기 위해서 고역 통과 필터부(412)가 선택될 수 있다. 일부 실시예들에서, 극히 낮은 주파수는 베어링의 소음에 기여하지 않을 수도 있다. 그러므로, 일부 실시예들에서, 약 5 Hz보다 더 낮은 주파수를 필터링하기 위해서 저역 통과 필터부(414)가 선택될 수도 있다. 일부 실시예들에서, 대역통과 필터(415)는 5 Hz 내지 500 Hz의 주파수만이 증폭기로 진행하게 하도록 튜닝될 수 있다. 다소 더 높은 RPM으로 회전하거나 다른 타입의 롤링 엘리먼트들을 가지는 경우와 같은 다른 실시예들에서, 시스템은 그 외의 주파수들을 필터링하는 대역통과 필터를 포함할 수 있다.
그러면 주파수-필터링된 신호는 증폭기(416)로 전달된다. 증폭기(416)는 대역통과 필터에 의해 허용된 대역 내의 주파수의 진폭을 증가시킨다. 이러한 신호는 증폭되어, 추후 처리를 위해 선택된 주파수를 준비시키도록, 신호의 파워를 증가시킬 수 있다. 증폭기(416)는 신호를 미리 결정된 이득까지 부스팅할 수 있다. 일부 실시예들에서, 신호의 이득은 30x 내지 300x일 수 있다. 일부 실시예들에서, 증폭기(416)는 대역통과 필터(415)를 통과하는 주파수들의 합을 출력할 수도 있다. 일부 실시예들에서, 증폭기(416)의 출력은 500 Hz 미만의 주파수들의 합일 것이다.
일부 실시예들에서, 증폭기(416)는 신호를 정류할 수도 있다. 가속도계(402)는 AC(교류 전류) 신호를 생성할 수 있는 반면에, 추가적인 신호 처리를 위해서는 DC(직류)가 더 바람직할 수 있다. 비록 신호에 있는 클릭 소리(clicking)는 소음의 불연속적 성질 때문에 여전히 존재할 수 있지만, 증폭기(416)는 AC 신호를 DC 신호로 변환하여 소리 프로파일을 부드럽게 할 수 있다.
그러면 증폭되고 정류된 신호는 평균화 필터부(418)로 전달된다. 일부 실시예들에서, 평균화 필터(418)는 적분기 회로일 수 있다. 평균화 필터(418)는 전기 신호를 평활화하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 롤링 엘리먼트들이 서로 갈아지거나 부딪쳐서 음파를 생성하는 것이 반드시 일정하지 않을 것이기 때문에, 베어링에 의해 발생된 소음은 간헐적 주파수를 포함할 수 있다. 소음의 간헐적 성질은 도 9 를 참조하여 상세히 후술된다. 평균화 필터(418)는 증폭기(416)로부터 수신된 전기 신호를 적어도 일 초의 시간 기간 동안 전기 신호를 평균화함으로써 평활화한다. 일부 실시예들에서, 평균화 필터(418)는 일 내지 이 초사이의 시간 상수를 가진다. 다른 실시예들에서, 시간 기간은 일 초보다 적거나 이 초보다 클 수도 있다. 평균화 필터(418)는 베어링으로부터 방출된 소음의 대표적 DC 값을 생성한다.
그러면 평균화 필터(418)의 출력은 전압-전류(V-I) 컨버터(420)로 제공된다. V-I 컨버터(420)는 전압-운반 전기 신호를 전류-운반 전기 신호로 변환하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, V-I 컨버터(420)는 전압-운반 전기 신호를 1-20 mA의 전류-운반 전기 신호로 변환하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, V-I 컨버터(420)는 전압-운반 전기 신호를 1-10 mA의 전류-운반 전기 신호로 변환하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, V-I 컨버터(420)는 전압-운반 전기 신호를 4-20 mA의 전류-운반 전기 신호로 변환하도록 구성된다.
평균화된 신호 및/또는 원시 소음 데이터는 원격 시스템(122)으로 송신된다. 일부 실시예들에서, 처리 칩(404)에는 모뎀(410)이 제공되고, 이것은 당업계에 공지된 임의의 타입의 모뎀일 수도 있다. 일부 실시예들에서, 모뎀(410)은 무선 동작, 예컨대 WiFi용으로 신호를 변조하도록 구성될 수 있다. 도 5 에 도시되는 실시예와 같은 무선 실시예에서, 신호를 원격 모니터링 시스템(122)으로 송신하기 위해서 안테나(408)가 제공된다. 일부 실시예들에서, 모뎀(410)은 유선 동작, 예컨대 이더넷용으로 신호를 변조하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 모뎀(410)은 무선 또는 유선 동작에 맞도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 로컬부(120)의 일부 컴포넌트는 하단 베어링(101)에, 예컨대 링, 레이스, 또는 하단 베어링(101)의 하우징에 직접적으로 부착될 수 있는 반면에, 로컬부(120)의 다른 컴포넌트는 하단 베어링(101) 또는 심지어 시스템(100)에 가깝게 배치되긴 하지만 반드시 부착되지는 않을 수 있다. 일부 실시예들에서, 로컬부(120)의 하나 이상의 컴포넌트는 하단 베어링(100)을 수용하는 별개의 컴포넌트 또는 부분 상에 위치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 가속도계(402)를 제외한 로컬부(120)의 임의의 컴포넌트 또는 컴포넌트들의 그룹은 하단 베어링(101)으로부터 어느 정도 거리만큼 분리될 수 있다. 일부 실시예들에서, 처리 칩(404), 파워 서플라이(406), 안테나/송신기(408), 모뎀(410)은 하단 베어링(101)으로부터 일정 거리에 위치될 수 있고, 예를 들어 인접한 벽 또는 스테이션에 탑재될 수 있다. 이러한 실시예에서, 분리된 컴포넌트들은 전기 신호를 사용하여, 예컨대 유선 또는 무선 연결을 통해(다수의 송신기/수신기를 사용함) 하단 베어링(101)에 탑재된 컴포넌트에 부착된다.
로컬부(120)로부터 출력된 신호는 네트워크(121)를 사용하여 원격 모니터링 시스템(122)으로 송신될 수도 있다. 일부 실시예들에서, 네트워크(121)는 인트라넷일 수 있다. 일부 실시예들에서, 통신 네트워크(121)는 인터넷일 수 있다. 일부 실시예들에서, 네트워크(121)는 무선 또는 유선 원격 통신 네트워크일 수 있다. 일부 실시예들에서, 로컬부(120)로부터 원격 모니터링 시스템(122)으로 신호를 통신하기 위하여 이러한 타입의 네트워크들의 조합이 사용될 수 있다. 네트워크의 타입은 로컬부(120)에 대한 원격 모니터링 시스템(122)의 위치에 기초하여 선택될 수 있다. 일부 실시예들에서, 원격 모니터링 시스템(122)은 로컬부(120)와 같은 방, 빌딩, 또는 캠퍼스 내에 있을 수 있다. 일부 실시예들에서, 원격 모니터링 시스템(122)은 제 1 설비에 위치될 수 있고 로컬부(120)는 다른 설비에 위치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제 1 회사는 원격 모니터링 시스템(122)을 보유한 제 1 설비로의 접근을 제어할 수 있는 반면에 제 2 회사는 로컬부(120)를 보유한 제 2 설비로의 접근을 제어할 수 있다. 로컬부(120) 및 원격 모니터링 시스템(122)이 원격 통신 네트워크를 이용할 수 있으면, 로컬부(120) 및 원격 모니터링 시스템(122)은 서로에 대해서 전 세계 어디에나 위치할 수 있다.
원격 모니터링 시스템(122)은, 송신된 신호를 로컬부(120)로부터 수신하고, 송신된 신호를 분석하며, 신호 및 처리된 데이터를 디스플레이하고, 마지막에는 베어링의 유지보수 또는 교체 계획을 세우라는 알람 또는 그 외의 통지를 감독자에게 트리거링하도록 구성되는 컴포넌트를 포함하는 시스템이다. 도면에 도시된 실시예와 같은 일부 실시예들에서, 원격 모니터링 시스템(122)은 디스플레이(124), 입력 디바이스(126), 및 처리 유닛(128)을 포함하는 컴퓨터이다. 일부 실시예들에서, 원격 모니터링 시스템(122)은 컴퓨터 시스템일 수 있다. 일부 실시예들에서, 원격 모니터링 시스템(122)은 랩탑 컴퓨터일 수 있는 반면에, 다른 실시예들에서는, 원격 모니터링 시스템(122)이 태블릿, 스마트 폰, PDA, 컴퓨터 단말, 또는 데스크탑 컴퓨터 시스템일 수 있다.
디스플레이(124)는 LCD 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, 및/또는 CRT와 같이 당업계에 공지된 임의의 타입의 디스플레이일 수 있다. 일부 실시예들에서, 디스플레이(124)는 원격 모니터링 시스템(122) 내에 통합된다. 도 2 에 도시되는 실시예와 같은 다른 실시예들에서, 디스플레이(124)는 데이터 전송 케이블을 사용하여 원격 모니터링 시스템(122)의 다른 부분에 연결되는 독립형 디스플레이이다.
입력 디바이스(126)는 기계적 키보드, 멤브레인 키보드, 또는 소프트 키보드와 같이 당업계에 공지된 임의의 타입의 입력 디바이스일 수 있다. 일부 실시예들에서, 입력 디바이스(126)는 컴퓨터 마우스일 수 있다. 일부 실시예들에서, 입력 디바이스(126)는 USB 드라이브, 광학 드라이브, 또는 디스크 드라이브와 같은 드라이브일 수 있다. 일부 실시예들에서, 입력 디바이스(126)는 마이크로폰 또는 다른 음성이 활성화된 시스템일 수 있다. 일부 실시예들에서, 입력 디바이스(126)는 사용자가 원격 모니터링 시스템(122)과 상호작용하게 할 수 있는 임의의 다른 타입의 입력 디바이스일 수 있다. 입력 디바이스(126)는 원격 모니터링 시스템(122)에게 캘리브레이션 정보 및 미리 결정된 임계/미리 선택된 상태 정보와 같은 정보를 제공하기 위하여 사용될 수 있다.
처리 유닛(128)은 당업계에 공지된 임의의 타입의 처리 머신일 수 있다. 일부 실시예들에서, 처리 유닛(128)은 프로세서일 수 있고 전기적 연결을 사용하여 메모리 및 파워 서플라이와 연관될 수도 있다. 일부 실시예들에서, 처리 유닛(128)은 컴퓨터 시스템의 CPU일 수 있다. 일부 실시예들에서, 처리 유닛(128)은 랩탑, 데스크탑, 또는 단말의 일부일 수도 있다.
일부 실시예들에서, 원격 모니터링 시스템(122)은, 베어링의 유지보수를 할 때가 되었다고 원격 모니터링 시스템(122)이 언제 표시하는지를 결정할 수 있는 기술자인 감독자에 의해 유인화될 수 있다.
도 6 및 도 7 은 전술된 시스템의 컴포넌트를 사용하여 베어링 고장을 예측하는 방법의 일 구현 형태의 실시예들의 흐름도들이다. 방법(600)은 베어링 고장을 예측하는 방법의 일 실시예이다. 방법(600)은 베어링의 진동을 측정하는 것을 포함하는 제 1 단계(602)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 진동을 측정하는 것은 베어링에 의해 발생되는 소리를 청취하는 것을 포함한다. 진동을 측정하는 것은 전술된 가속도계(402)에 의하여 수행될 수 있다. 진동을 측정하는 것은 진동의 측정에 대응하는 진동 신호, 예컨대 AC 신호를 출력하는 것을 더 포함한다.
방법(600)은 제 1 단계(602)에서 발생된 진동 신호를 처리하는 것을 수반하는 제 2 단계(604)를 포함한다. 진동 신호를 처리하는 것은 추가적인 분석을 위해서 진동 신호를 준비시키는 것을 수반한다. 제 2 단계(604)는 전술된 처리 칩(404)을 사용하여 수행될 수 있다. 이와 같이, 제 2 단계(604)는 도 7 에 도시되는 처리 단계들과 같은 여러 추가 단계를 포함할 수 있다. 도 7 은 처리 칩(604)과 같은 시스템에 대한 처리 단계들의 흐름도를 도시한다. 이하 특정 순서로 논의되지만, 단계들의 순서는 반드시 이러한 순서로 일어날 필요가 없으며, 이것은 당업자들에게 명백할 것이다.
제 1 처리 단계(621)는 원시 진동 데이터를 획득하는 것을 포함한다. 원시 진동 데이터는 제 1 단계(602)(도 6 에 도시됨)로부터 획득될 수 있다. 원시 진동 데이터는 가속도계(402)와 같은 가속도계의 출력 신호일 수 있다.
제 2 처리 단계(623)는 낮은 신호와 높은 신호를 필터링하여 특정된 주파수 대역을 가진 필터링된 신호를 생성하는 것을 포함한다. 원시 진동 데이터 신호는 주변 소음 또는 마모와 관련되지 않는 베어링 소음으로부터 원치않는 주파수를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제 2 처리 단계(623)는 가속도계(402)로부터의 출력 신호를 대역통과 필터(415)와 같은 대역통과 필터를 통해서 전송하는 것을 포함한다. 일부 실시예들에서, 제 2 처리 단계(623)는 가속도계(402)로부터의 출력 신호를 미리 결정된 주파수보다 더 큰 주파수를 억제하도록 구성된 저역 통과 필터(412)와 같은 저역 통과 필터를 통해서 필터링하는 것을 포함한다. 일부 실시예들에서, 제 2 처리 단계(623)는 가속도계(402)로부터의 출력 신호를 500 Hz보다 더 큰 주파수를 억제하도록 구성된 저역 통과 필터(412)를 통해서 필터링하는 것을 포함한다. 일부 실시예들에서, 제 2 처리 단계(623)는 가속도계(402)로부터의 출력 신호를 미리 결정된 주파수보다 더 낮은 주파수를 억제하도록 구성된 고역 통과 필터(414)와 같은 고역 통과 필터를 통해서 필터링하는 것을 포함한다. 일부 실시예들에서, 제 2 처리 단계(623)는 가속도계(402)로부터의 출력 신호를 5 Hz보다 더 낮은 주파수를 억제하도록 구성된 저역 통과 필터(414)를 통해서 필터링하는 것을 포함한다.
제 3 처리 단계(625)는 필터링된 신호를 증폭하고 정류하는 것을 포함한다. 일부 실시예들에서, 제 3 처리 단계(625)는 대역통과 필터(415)의 출력을 전술된 증폭기(416)와 같은 증기로 전송하는 것을 포함할 수 있다. 증폭기(416)는 대역통과 필터에 의해 허용된 대역 내의 주파수의 진폭을 증가시킨다. 이러한 신호는 증폭되어, AC 신호의 소음을 감소시킴으로써 추후 처리를 위해 선택된 주파수를 준비시키도록, 신호의 파워를 증가시킬 수 있다. 제 3 처리 단계(625)는 미리 결정된 이득까지 신호를 부스팅하는 것을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 신호의 이득은 약 30 내지 약 300 의 이득 인자에 의해 증폭될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제 3 처리 단계(625)는 증폭기(416)를 사용하여 대역통과 필터(415)를 통과하는 주파수의 합을 출력하는 것을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제 3 처리 단계(625)의 최종 결과는, 500 Hz 아래의 주파수들의 합인 증폭기(416)의 출력을 제공할 수 있다.
일부 실시예들에서, 가속도계(402)가 AC(교류 전류) 신호를 생성할 수 있는 반면에 추가적 신호 처리를 위해서는 DC(직류)가 더 바람직할 수 있기 때문에, 제 3 처리 단계(625)는 대역통과 필터(415)의 출력 신호를 정류하는 것을 포함할 수 있다. 비록 신호에 있는 클릭 소리(clicking)는 소음의 불연속적 성질 때문에 여전히 존재할 수 있지만, 증폭기(416)는 AC 신호를 DC 신호로 변환하여 소리 프로파일을 부드럽게 할 수 있다. 정류는, 평균제곱근(RMS) 신호 또는 피크 검출 신호를 사용하여 AC 신호의 파워를 평균화하고, 이러한 평균을 대응하는 평균 파워를 가지는 DC 신호로 전환하는 것과 같은 공지된 기법을 사용하여 이루어질 수 있다.
제 4 처리 단계(627)는 소정 시간 기간에 걸쳐 신호를 평균화하는 것을 포함한다. 일부 실시예들에서, 제 4 처리 단계(627)를 수행하기 위해서 평균화 필터(418)가 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 평균화 필터(418)는 적분기 회로일 수 있다. 제 4 처리 단계(627)는 제 3 처리 단계(625)를 수행한 이후에 출력된 전기 신호를 평활화하기 위하여 사용된다. 일부 실시예들에서, 롤링 엘리먼트들이 서로 갈아지거나 부딪쳐서 음파를 생성하는 것이 반드시 일정하지 않을 것이기 때문에, 베어링에 의해 발생된 소음은 간헐적 주파수를 포함할 수 있다. 소음의 간헐적 성질은 도 9 를 참조하여 상세히 후술된다. 제 4 처리 단계(627)는, 결과적으로 적어도 일 초의 시간 기간 동안 전기 신호를 평균화하는 것처럼 제 3 처리 단계(625)에 의해 생성된 전기 신호를 평활화하게 된다. 일부 실시예들에서, 제 4 처리 단계(627)에서의 평균화의 시간 기간은 일 초부터 이 초일 수 있다. 다른 실시예들에서, 당업자들에게 명백하게 이해될 수 있는 바와 같이, 이러한 시간 기간은 일 초보다 적거나 이 초보다 클 수도 있다. 제 4 처리 단계(627)는 베어링으로부터 방출된 소음의 대표적 DC 값을 생성한다.
신호의 크기는 마모된 베어링에 의해 발생된 주파수의 소리 레벨에 대응한다. 신호의 크기는 마모된 베어링에 의해 발생된 주파수가 증가하거나 더 커짐에 따라 증가하게 된다. 이러한 주파수는 베어링이 마모됨에 따라 증가한다. 신호의 크기는 미리 결정된 임계 값과 비교되어 베어링이 충분히 마모된 상태이고 유지보수 또는 교체해야 하는지 여부를 결정할 수 있다. 일부 실시예들에서, 롤링 엘리먼트가 인접한 베어링에 충격할 때와 같은 베어링으로부터의 순간적으로 큰 소음이 해당 베어링이 유지보수 또는 교체를 받을 만큼 충분히 마모되지 않았음에도 미리 결정된 임계를 초과할 수 있기 때문에, 원시 신호의 크기는 잘못된 정보를 제공할 수도 있다. 그러므로, 제 4 처리 단계(627)는 신호의 큰 변경(excursion)을 제거하기 위한 준비물을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제 4 처리 단계(627)는 소정 시간 기간 동안 신호의 값을 표현할 최적 맞춤 다항식을 찾는 것을 포함한다. 일부 실시예들에서, 제 4 처리 단계(627)는 최적-맞춤 선분을 찾는 것을 포함한다.
제 5 처리 단계(629)는 제 4 처리 단계(627)로부터 출력 신호를 취하고, 이러한 신호를 전압-운반 전기 신호로부터 전류-운반 전기 신호로 변환한다. 일부 실시예들에서, 제 5 처리 단계(629)를 실행하기 위해서 V-I 컨버터(420)가 사용된다. 일부 실시예들에서, 제 5 처리 단계(629)는 전압-운반 전기 신호가 1-20 mA의 전류-운반 전기 신호로 변환되는 결과를 가져온다. 일부 실시예들에서, 제 5 처리 단계(629)는 전압-운반 전기 신호가 1-10 mA의 전류-운반 전기 신호로 변환되는 결과를 가져온다. 일부 실시예들에서, 제 5 처리 단계(629)는 전압-운반 전기 신호가 4-20 mA의 전류-운반 전기 신호로 변환되는 결과를 가져온다.
제 2 단계(604)에 따라 신호가 처리되면, 방법(600)은 처리된 신호를 제 3 단계(606)에서 분석하도록 이동한다. 일부 실시예들에서, 제 3 단계(606)는 로컬부(120)에 의해 실행될 수 있다. 다른 실시예들에서, 제 3 단계(606)는 원격 시스템(122)에 의해 실행될 수 있다. 신호의 분석은, 임의의 알려진 비교 알고리즘을 사용하여 신호의 값을 미리 결정된 임계 또는 미리 선택된 상태와 비교하는 것을 포함한다. 미리 결정된 임계 또는 미리 선택된 상태는 원격 모니터링 시스템(122)과 연관된 메모리 내에 저장될 수 있다. 일부 실시예들에서, 이러한 비교는 최적-맞춤 선분 값을 미리 결정된 임계 또는 미리 선택된 상태와 비교하는 것을 수반한다. 일부 실시예들에서, 이러한 비교는 최적-맞춤 선분의 기울기를 미리 결정된 임계와 비교하는 것을 수반한다. 일부 실시예들에서, 미리 결정된 임계는 최적-맞춤 선분의 기울기가 일관적으로 양수인 시간 기간을 포함할 수 있다. 당업자들에게 명백하게 이해될 수 있는 바와 같이, 최적-맞춤 선분 표시의 양수 또는 상향하는 기울기는, 마모된 베어링 소리가 증가하고 있다는 것, 즉, 베어링이 점점 더 마모되고 있다는 것을 나타낸다.
제 4 단계(607)에서, 신호는 로컬부(120)로부터 원격 시스템(122)으로 송신된다. 일부 실시예들에서, 송신된 신호는 가속도계(402)로부터 출력된 원시 데이터를 포함한다. 일부 실시예들에서, 송신된 신호는 평균화 필터(418)로부터 출력된 신호를 포함한다. 일부 실시예들에서, 송신된 신호는 V-I 컨버터(420)로부터 출력된 신호를 포함한다. 일부 실시예들에서, 송신된 신호는, 가속도계(402)로부터 출력된 원시 데이터, 평균화 필터(418)로부터 출력된 신호, 및 V-I 컨버터(420)로부터 출력된 신호의 조합을 포함한다. 일부 실시예들에서, 신호는 평균화되고 해당 신호가 송신되기 전에 최적-맞춤 다항식이 결정된다. 다른 실시예들에서, 신호는 평균화되고 해당 신호가 송신된 이후에 최적-맞춤 다항식이 결정된다.
신호는 당업계에 공지된 임의의 방법을 사용하여 그리고 임의의 공지된 송신 프로토콜을 사용하여 송신될 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 신호는 모뎀(410)과 같은 모뎀에 의해 송신되도록 준비될 수 있다. 더 나아가, 신호는 안테나 라인 안테나(408)를 통해 무선으로 송신될 수 있다. 다른 실시예들에서, 신호는 유선을 통해 송신될 수도 있다. 일부 실시예들에서, 신호는 원격 통신 네트워크 또는 인터넷과 같은 네트워크를 사용하여 원격 시스템(122)으로 송신된다.
제 5 단계(608)에서, 본 발명의 방법은 결정 포인트를 제공한다. 측정된 신호의 값이 미리 결정된 임계보다 적거나 미리 선택된 상태와 매칭되지 않으면, 본 발명의 방법은 다시 제 1 단계(602)로 복귀하고 계속하여 베어링으로부터 진동을 측정한다. 측정된 신호의 값이 미리 결정된 임계 이상이면, 이러한 방법은 제 6 단계(609)로 진행한다.
제 6 단계(609)에서, 유지보수가 표시된다. 유지보수 표시는 원격 모니터링 시스템(122)에서 발생한다. 이러한 표시는 미리 결정된 임계에 도달하였다는 정보를 감독자에게 제공할 수 있는 임의의 종류의 사인(sign) 또는 디바이스일 수 있다. 일부 실시예들에서, 디스플레이(124)와 같은 디스플레이는 깜빡이는 스크린 또는 스크린의 일부와 같은 시각적 표시를 제공할 수 있고, 알람 아이콘이 스크린에 추가될 수도 있으며, 및/또는 색상이 변경될 수 있다. 일부 실시예들에서, 원격 모니터링 시스템(122)과 연관된 스피커에 연결된 알람과 같은 소리가 트리거링될 수도 있다. 일부 실시예들에서, 이메일, 텍스트 메시지, 또는 인스턴트 메시지가 저장된 배포 목록으로 전송될 수 있다.
도 8 내지 도 12 는 도 1 내지 도 5 에 도시된 시스템의 컴포넌트를 사용하여 전술된 시스템 및 방법을 예시하는, 도 6 및 도 7 에 도시된 방법의 구현 형태의 일 실시예를 나타낸다. 당업자들에게 명백하게 이해될 수 있는 바와 같이, 아래에서 특정 주파수, 데이터, 및 다른 세부사항이 제공되지만, 다른 실시예들에서는, 상이한 타입의 낮은 RPM 시스템 및 상이한 타입의 베어링을 수용하도록 구체적인 세부내용들이 달라질 수도 있다.
도 8 내지 도 10 은 나선 콘베이어 시스템의 하단 베어링이 여전히 양호한 상태에서 저 RPM 나선 콘베이어 시스템과 함께 사용되는 원격 모니터링 시스템의 일 실시예를 도시한다. 제 1 롤링 엘리먼트(802)는 제 2 롤링 엘리먼트(804)에 인접하다. 이러한 시스템이 저 RPM 시스템이기 때문에, 일부 경우에 시스템은 10 RPM 미만에서 회전한다. 제 1 롤링 엘리먼트(802) 및 제 2 롤링 엘리먼트(804) 양자 모두는 마모되지 않은 상태지만, 제조 공차 때문에 몇 가지 불완전성이 제 1 롤링 엘리먼트(802) 및 제 2 롤링 엘리먼트(804)의 표면에 존재한다. 그러므로, 모터(미도시)가 샤프트(도 1 에 도시되는)를 회전시킬 때 제 1 롤링 엘리먼트(802) 및 제 2 롤링 엘리먼트(804)가 서로 문질러지면, 제 1 롤링 엘리먼트(802) 및 제 2 롤링 엘리먼트(804) 상의 사소한 불완전성도 소음 진동(806)을 발생시킨다. 5 와 500 Hz에서의 베어링 불완전성의 주파수의 크기는 베어링이 여전히 양호하기 때문에 상대적으로 낮다.
전술된 로컬부(120)와 같은 부착된 부분의 일부로서의 가속도계(402)와 같은 가속도계는, 0.5 Hz 내지 15,000 Hz의 주파수를 검출하도록 구성될 수 있고, 소음 진동(806)을 측정하며, 소음 진동 정보를 포함하는 전기 신호를 생성한다. 이러한 소음 진동 정보는 전술된 바와 같은 처리 칩(404)과 같은 처리 칩으로 전송된다. 소음 진동 정보를 포함하는 신호는 전술된 방법(604)에 따라 처리되어, 신호를 0.5 Hz 내지 15,000 Hz의 모든 소음 주파수를 포함하는 AC 신호로부터 5 Hz 내지 500 Hz 주파수만을 포함하는 DC 신호로 변환한다. 처리 칩(404)은 대역통과 필터(415)와 유사한 대역통과 필터를 포함하여, 마모된 베어링으로부터 기대되는 주파수들의 선택된 범위 밖의 주파수를 제거한다. 이러한 실시예에서, 이러한 기대된 주파수는 5 Hz 내지 500 Hz이다. 또한, 처리 칩(404)은 전술된 증폭기/정류기와 유사한 증폭기(416)를 더 포함한다. 증폭기는 신호 강도를 30 배에서 300 배 사이로 부스팅하기 위한 이득을 가져서, 신호 대 잡음비를 개선한다. 증폭기는 신호를 AC로부터 DC로 변환하기 위한 정류기를 더 포함한다. 처리 칩(404)은 전술된 평균화 필터(418)와 유사한 평균화 필터를 더 포함한다. 평균화 필터는 증폭기의 출력을 적어도 일 초의 시간 기간 동안 평균화함으로써 평활화한다. 또한, 평균화 필터는 분석할 데이터를 단순화하는 최적-맞춤 다항식 또는 최적-맞춤 선분을 찾을 수 있다. 처리 칩(404)은 전술된 V-I 컨버터(420)와 유사한 전압-전류 컨버터를 더 포함한다.
신호 원시 데이터를 다항식으로 맞춤시키는 일 실시예가 도 12 에 도시된다(도 8 내지 도 10 에 표시된 데이터가 아님). 최소제곱법과 같은 회귀 분석이 데이터에 적용될 수 있다. 이러한 분석 당업자들에게는 주지된 것이다. 도 12 에 도시되는 평균화된 데이터에 대하여, 예를 들어 데이터의 요동은 제거되고 R^2 = 0.5419 의 상관 계수로 다음 다항식 y = 0.0023x^2 - 0.0428x + 2.0063 에 맞춤된다
최소제곱법은 획득된 데이터에 맞춤될 선분을 찾는데 적합한 기법 중 하나일 뿐이다. 당업계들에게 잘 알려진 바와 같이, 해당 데이터에 맞춤될 다항식 또는 선분을 찾기 위해서 다른 타입의 선분 맞춤 기법이 채용될 수도 있다.
처리 칩(404)의 출력은 원격 모니터링 시스템(122)과 같은 원격 모니터링 시스템에 위에서 설명된 네트워크(121)와 유사한 네트워크를 통해 송신된다. 원격 모니터링 시스템(122)에 도달하면, 원격 모니터링 시스템(122)은 이러한 신호를 미리 결정된 임계/미리 선택된 상태와 비교하여, 베어링이 유지보수를 받거나 및/또는 교체되기에 충분할 만큼 마모되었는지 여부를 결정한다. 원격 모니터링 시스템(122)은 수신된 데이터를 저장할 메모리를 포함할 수 있다. 원격 모니터링 시스템(122)은 로컬부(120)로부터의 정보의 연속 공급을 수신할 수 있으며, 또는 원격 모니터링 시스템(122)은 로컬부(120)로부터 정보의 주기적 버스트를, 예컨대 하루에 한 번 수신할 수도 있다. 정보가 얼마나 자주 송신되느냐와 무관하게, 원격 모니터링 시스템(122)은 도 8 에 도시된 바와 같이 디스플레이(124)와 같은 디스플레이에 표시된 수신된 정보의 픽셀을 시간이 지남에 따라서 변경함으로써 그래픽 이미지를 생성할 수 있다.
디스플레이(124)는 원시 데이터 이미지(810)를 디스플레이할 수 있다. 도 9 에 더 상세히 표시되는 원시 데이터(811)는 로컬부(120)에 의해 생성되고 소정 시간 기간, 예컨대 T1에서 T10 사이에서 원격 모니터링 시스템에 의해 수신되는데, 이것은 분, 시간, 일, 월, 또는 시스템의 사용자에 의해 선택된 임의의 다른 간격일 수도 있다. 이러한 실시예에서, T1 내지 T10 은 수 일에 걸친 기간이다. 원시 데이터(811)의 피크 및 골짜기는 제 1 롤링 엘리먼트(802) 및 제 2 롤링 엘리먼트(804)로부터의 간헐적 소음 발생을 반영한다.
피크(813)와 같은 일부 피크는 알람 임계(812)를 초과하는데, 이것은 시스템이 저 RPM 베어링의 유지보수가 필요하다고 표시하게 하는 미리 결정된 임계/미리 선택된 상태이다. 그러나, 이러한 데이터의 일반적 경향은 알람 임계(812)보다 훨씬 아래이다. 잘못된 표시와 그에 후속한 유지 보수를 위한 불필요한 셧다운 및/또는 부품의 수명이 끝나기 전에 부품을 교체하는 것과 연관된 비용이 발생하는 것을 피하기 위하여, 원시 데이터(811)에 맞춤될 선분과 같은 최적-맞춤 다항식이 결정된다. 이러한 최적-맞춤 선분(817)이 도 8 에 도시된 바와 같이 디스플레이(124)에 표시된다.
최적 맞춤 선분(817)은 도 10 에서 좀 더 상세하게 도시된다. 베어링에 의해 발생되는 소음의 간헐적인 속성에 기인한 원시 데이터(811)의 지터링(jittering) 및 요동하는 양태가 제거되었기 때문에, 데이터 경향성이 더욱 명확하게 보인다. 최적-맞춤 선분(817)은 여전히 알람 임계(812)보다 많이 아래에 있으며, 따라서 유지보수 표시가 보증되지 않는다.
일부 실시예들에서, 알람 임계(812)와 같은 미리 결정된 임계 대신에, 시스템은 미리 선택된 상태가 데이터에서 발생하는 경우 유지보수가 필요하다고 표시하도록 프로그래밍된다. 일부 실시예들에서, 이러한 미리 선택된 상태는 최적-맞춤 선분(817)과 같은 최적-맞춤 선분의 기울기일 수 있다. 최적-맞춤 선분(817)이 임계 경사(steepness)를 초과한다면, 베어링은 검사 및/또는 유지보수를 보증하기에 충분한 속도로 마모되고 있을 수 있다. 최적-맞춤 선분(817)의 기울기가 일정 시간 기간 동안 양수라면, 베어링은 검사 및/또는 유지보수를 보증하기에 충분한 속도로 마모되고 있을 수 있다. 도 10 에 도시된 바와 같이, 최적-맞춤 선분(817)의 경사가 급격하지 않고, 기울기가 연장된 시간 기간 동안 양수가 아니기 때문에 이러한 상태들 중 어느 것도 만족되지 않았다.
시간이 지남에 따라서, 시스템의 베어링은 마모된다. 도 11 은 제 1 마모된 베어링(902) 및 제 2 마모된 베어링(904)을 도시한다. 제 1 마모된 베어링(902) 및 제 2 마모된 베어링(904)은 각각 마모된 부분(901)과 같이 상당히 마모된 부분을 가진다. 제 1 마모된 베어링(902) 및 제 2 마모된 베어링(904)이 소음 진동(806)보다 더 큰 더 높은 크기의 소음 진동(906)을 발생한다면, 이것은 마모된 부분(901)이 부드러운 표면보다 더 많은 소음을 발생시키기 때문이다. 도 8 에 대하여 위에서 설명된 바와 같이, 가속도계(402)와 같은 가속도계는 더 높은 크기의 소음 진동(906)을 검출하고, 진동 정보를 포함하는 전기 신호를 생성한다. 진동 정보를 포함하는 이러한 전기 신호는 처리 칩(404)과 같은 처리 칩에 의해서 전술된 방법(604)에 따라 처리되어, 5 Hz 내지 500 Hz의 진동 주파수만을 포함하는 평균화된 DC 신호를 생성한다. 이러한 신호는 다항식에 최적으로 맞춤될 수 있다.
또 다시, 처리 칩(404)의 출력은 원격 모니터링 시스템(122)과 같은 원격 모니터링 시스템에 위에서 설명된 네트워크(121)와 유사한 네트워크를 통해 송신된다. 원격 모니터링 시스템(122)에 도달하면, 원격 모니터링 시스템(122)은 이러한 신호를 미리 결정된 임계/미리 선택된 상태와 비교하여, 베어링이 유지보수를 받거나 및/또는 교체되기에 충분할 만큼 마모되었는지 여부를 결정한다. 로컬부(120) 및/또는 원격 모니터링 시스템(122)은 수신된 데이터를 저장할 메모리를 포함할 수 있다. 원격 모니터링 시스템(122)은 로컬부(120)로부터의 정보의 연속 공급을 수신할 수 있으며, 또는 원격 모니터링 시스템(122)은 로컬부(120)로부터 정보의 주기적 버스트를, 예컨대 하루에 한 번 수신할 수도 있다. 정보가 얼마나 자주 송신되느냐와 무관하게, 원격 모니터링 시스템(122)은 도 11 에 도시된 바와 같이 디스플레이(124)와 같은 디스플레이에 표시된 수신된 정보의 픽셀을 시간이 지남에 따라서 변경함으로써 그래픽 이미지를 생성할 수 있다.
디스플레이(124)는 더 큰 원시 데이터 이미지(910)를 디스플레이할 수 있다. 더 큰 원시 데이트(911)는 로컬부(120)에 의해 생성되고 소정 시간 기간, 예컨대 T1 내지 T10에서 원격 모니터링 시스템에 의해 수신되는데, 이것은 분, 시간, 일, 월, 또는 시스템의 사용자에 의해 선택된 임의의 다른 간격일 수도 있다. 이러한 실시예에서, T1 내지 T10은 수 일에 걸친 기간이다. 더 큰 원시 데이터(911)의 피크 및 골짜기는 제 1 마모 베어링(902) 및 제 2 마모 베어링(904)으로부터의 간헐적 소음 발생을 반영한다.
원시 데이터(811)와 달리, 더 큰 원시 데이터(911)의 피크의 개수는 알람 임계(912)를 초과하는데, 이것은 시스템이 저 RPM 베어링의 유지보수가 필요하다고 표시하게 하는 미리 결정된 임계/미리 선택된 상태이다. 제 2 최적-맞춤 선분(917)에 의해 반영되는 것과 같은 데이터의 일반적 경향성은 시간 T7 이후에 알람 임계(912)를 일관적으로 초과하고 있다. 따라서, 시스템은 시각적 표시, 소리, 이메일, 텍스트, 또는 IM 메시지와 같은 통지를 배포 목록으로 트리거링할 것이고, 또는 임의의 다른 타입의 통지가 컴퓨터 또는 다른 타입의 처리 유닛에 의해 자동적으로 생성될 수 있다.
베어링이 원격 모니터링되는 것의 이점은, 2-부분 모니터링 시스템이 현존하는 시스템이 쉽게 장착되게 한다는 것이다. 로컬부(120)와 같은 부착된 부품 센서 패키지를 베어링 하우징의 외면에 부착하는 것은 십고 노동 비용이 저렴한 동작이다. 더 나아가, 로컬부(120)가 하우징 진동이 아니라 소음을 검출하도록 구성되기 때문에, 로컬부(120)는 서로 다른 여러 타입과 구조의 베어링으로부터 소음 진동을 성공적으로 측정할 수 있게 될 수 있다. 그러므로, 모니터링 시스템은 베어링 또는 콘베이어 시스템에 의존적이지 않고, 따라서 모니터링 시스템은 많은 상이한 시스템들과 함께 성공적으로 이용될 수 있다.
원격 모니터링 시스템의 다른 이점은, 감독자에게 시스템을 설치, 캘리브레이션, 및 사용하는 전문 지식이 제공될 수 있다는 것이다. 베어링, 속도, 및 환경적 상태가 다르기 때문에, 베어링이 마모될 때 특정 베어링에 의해 발생되는 주파수는 마모된 베어링 주파수의 기대된 통칭적인 세트로부터 변경될 수도 있다. 로컬부(120)와 같은 부착된 부분이 저 RPM 시스템에 설치되기 때문에, 감독자는 소정 시간 기간 동안 인입하는 데이터를 리뷰하여 베어링의 마모 주파수를 결정할 수 있다. 그러면, 감독자는 이러한 정보를 사용하여, 예컨대 어떤 주파수를 필터링할지 그리고 어떤 타입의 임계 또는 상태를 설정할지를 결정함으로써, 시스템을 캘리브레이션할 수 있다. 또한, 감독자는 원격 모니터링 시스템이 모니터링하고 하고 있을 수 있는 베어링 및 저 RPM 시스템의 타입에 대한 전문 지식을 가질 수 있다. 이러한 전문 지식은, 통지를 트리거링하려면 필터링해야 할 주파수 및 설정해야 할 임계 또는 상태의 타입을 선택하는 것을 도울 수 있다. 감독자를 훈련하는 것이 고비용이기 때문에, 감독자 인력을 전문가로서 아웃소싱한다면 저 RPM 시스템을 사용하는 회사의 비용을 절약할 수 있을 것이다.
본 발명의 다양한 실시예들이 설명되었지만, 이러한 설명은 예시적일뿐 한정하는 것이 아니라는 의도를 가지며, 본 발명의 범위 안에 속하는 더 많은 실시예 및 구현형태들을 구현할 수 있다는 것이 당업자에게 명백하게 이해될 것이다. 그러므로, 본 발명은 첨부된 청구 범위 및 그들의 균등물에 의한 것을 제외하고는 한정되어서는 안 된다. 또한, 첨부된 청구 범위의 범위 안에서 다양한 변경과 변형이 이루어질 수 있다.

Claims (45)

  1. 낮은 RPM에서 회전하는 베어링에 대한 베어링 고장의 사전 검출을 위한 시스템으로서,
    상기 베어링은 콘베이어 메커니즘 내에 포함되고, 상기 베어링은 외측부, 내측부, 및 외측부를 내측부로부터 분리하는 중간부를 포함하며,
    상기 시스템은,
    상기 베어링에 가깝게 포지셔닝되는 가속도계부로서, 가속도계는 상기 베어링의 진동을 검출하도록 구성되는, 가속도계부;
    전기 신호의 저역-통과 주파수보다 낮은 주파수 성분을 통과하도록 구성되고, 전기 신호의 저역-통과 주파수보다 큰 주파수 성분을 억제하도록 구성되는 저역-통과 필터부;
    교류 전기 신호를, 상기 베어링의 상태에 관련된 정보를 포함하는 직류 전기 신호로 변환하도록 구성되는 AC-DC 변환부;
    상기 AC-DC 변환부와 연관된 송신기;
    상기 베어링의 상태에 관련된 정보를 상기 송신기로부터 수신하도록 구성되는 원격 모니터링 디바이스; 및
    상기 원격 모니터링 디바이스와 연관된 경고 디바이스로서, 상기 경고 디바이스는 원격 모니터링 디바이스에 의해 수신된 정보가 언제 미리 결정된 임계를 초과하는지를 표시하도록 구성되는, 경고 디바이스를 포함하는, 베어링 고장 사전 검출 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 베어링의 중간부는 적어도 하나의 롤링 엘리먼트를 포함하는, 베어링 고장 사전 검출 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 콘베이어 메커니즘은 나선 콘베이어 메커니즘인, 베어링 고장 사전 검출 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 콘베이어 메커니즘은 음식 처리를 위한 것인, 베어링 고장 사전 검출 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 가속도계부는 상기 베어링의 외측부에 고정되는, 베어링 고장 사전 검출 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 외측부는 하우징인, 베어링 고장 사전 검출 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 가속도계부는, 약 0.1 RPM 내지 약 10.0 RPM에서 회전하는 베어링에 의해 방출되는 소리를 검출하도록 구성되는, 베어링 고장 사전 검출 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 가속도계부는, 약 0.5 Hz 내지 약 15,000 Hz의 주파수를 검출하도록 구성되는, 베어링 고장 사전 검출 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 저역-통과 주파수는 약 500 Hz인, 베어링 고장 사전 검출 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 시스템은,
    전기 신호의 고역-통과 주파수보다 적은 주파수 성분을 억제하도록, 그리고 전기 신호의 고역-통과 주파수보다 큰 주파수 성분을 통과시키도록 구성되는, 고역-통과 필터부를 더 포함하는, 베어링 고장 사전 검출 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 고역-통과 주파수는 약 5 Hz인, 베어링 고장 사전 검출 시스템.
  12. 제 10 항에 있어서,
    저역-통과 필터부 및 고역-통과 필터부 양자 모두는 대역통과 필터 내에 포함되는, 베어링 고장 사전 검출 시스템.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 직류 전기 신호는, (a) 교류 전기 신호로부터 유도된 RMS 신호 및 (b) 교류 전기 신호로부터 유도된 피크-검출 신호로 이루어지는 군으로부터 선택되는, 베어링 고장 사전 검출 시스템.
  14. 제 1 항에 있어서,
    증폭기부는 전기 신호를 미리 결정된 이득만큼 증폭하도록 구성되는, 베어링 고장 사전 검출 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 미리 결정된 이득은 약 30 내지 약 300 인, 베어링 고장 사전 검출 시스템.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 시스템은, 상기 AC-DC 변환부 및 증폭기부 양자 모두의 적어도 일부를 구현하는 하나 이상의 엘리먼트를 포함하는, 베어링 고장 사전 검출 시스템.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 시스템은, 전기 신호를 평활하도록 구성된 평균화 필터부를 더 포함하는, 베어링 고장 사전 검출 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 평균화 필터는 적어도 일 초의 시간 기간 동안 상기 전기 신호를 평균화함으로써 상기 전기 신호를 평활화하는, 베어링 고장 사전 검출 시스템.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 시스템은, 전압-운반 전기 신호를 전류-운반 전기 신호로 변환하도록 구성되는 전압-전류 변환부를 더 포함하는, 베어링 고장 사전 검출 시스템.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 전압-전류 변환부는 전압-운반 전기 신호를 1-10 mA의 전류-운반 전기 신호로 변환하도록 구성되는, 베어링 고장 사전 검출 시스템.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 전압-전류 변환부는 전압-운반 전기 신호를 1-20 mA의 전류-운반 전기 신호로 변환하도록 구성되는, 베어링 고장 사전 검출 시스템.
  22. 제 1 항에 있어서,
    상기 원격 모니터링 디바이스는, 소정 시간 기간 동안의 전기 신호의 파라미터에 대한 복수 개의 값을 획득하도록 구성되고, 그리고 상기 시간 기간 내의 복수 개의 값에 최적으로 맞춤되는 다항식을 결정하도록 구성되는 다항식 맞춤부를 포함하는, 베어링 고장 사전 검출 시스템.
  23. 제 1 항에 있어서,
    상기 원격 모니터링 디바이스는, 소정 시간 기간 동안의 전기 신호의 파라미터에 대한 복수 개의 값을 획득하도록 구성되고, 그리고 상기 시간 기간 내의 복수 개의 값에 최적으로 맞춤되는 선분을 결정하도록 구성되는 선형 맞춤부를 포함하는, 베어링 고장 사전 검출 시스템.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 경고 디바이스는 선분의 기울기가 언제 미리 결정된 임계 기울기에 도달하는지를 표시하도록 구성되는, 베어링 고장 사전 검출 시스템.
  25. 제 1 항에 있어서,
    상기 원격 모니터링 디바이스는 소정 시간 기간 동안의 복수 개의 값을 디스플레이하도록 구성되는 디스플레이부를 포함하는, 베어링 고장 사전 검출 시스템.
  26. 약 0.1 RPM 내지 약 10.0 RPM에서 회전하는 베어링에 대한 베어링 고장을 사전 검출하기 위한 시스템의 컴포넌트로서,
    상기 베어링은 콘베이어 메커니즘에 포함되고, 상기 베어링은 외측부, 내측부, 및 상기 외측부를 내측부로부터 분리하는 중간부를 포함하며,
    상기 컴포넌트는,
    약 0.5 Hz 내지 약 15,000 Hz의 주파수를 검출하도록 구성되는 가속도계부;
    전기 신호의 약 500 Hz보다 더 적은 주파수 성분을 통과시키도록, 그리고 전기 신호의 약 500 Hz보다 더 큰 주파수 성분을 억제하도록 구성되는 주파수 필터링부; 및
    교류 전기 신호를 직류 전기 신호로 정류하도록 구성되는 AC-DC 변환부를 포함하고,
    상기 컴포넌트는 주파수 필터링부 및 AC-DC 변환부 양자 모두를 통해 가속도계의 출력을 처리하도록 구성되며, 상기 컴포넌트는 직류 전기 신호로부터 유도된 전기 신호를 송신하도록 구성되는, 베어링 고장 사전 검출 컴포넌트.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 가속도계의 출력은 상기 주파수 필터링부의 입력과 커플링되고, 상기 주파수 필터링부의 출력은 상기 AC-DC 변환부의 입력과 커플링되는, 베어링 고장 사전 검출 컴포넌트.
  28. 제 26 항에 있어서,
    상기 주파수 필터링부는, 전기 신호의 약 5 Hz보다 적은 주파수 성분을 억제하고, 전기 신호의 약 5 Hz 내지 약 500Hz의 주파수 성분을 통과시키며, 전기 신호의 약 500 Hz보다 큰 주파수 성분을 억제하도록 구성되는, 베어링 고장 사전 검출 컴포넌트.
  29. 제 26 항에 있어서,
    상기 직류 전기 신호는, (a) 교류 전기 신호로부터 유도된 RMS 신호 및 (b) 교류 전기 신호로부터 유도된 피크-검출 신호로 이루어지는 군으로부터 선택되는, 베어링 고장 사전 검출 컴포넌트.
  30. 제 26 항에 있어서,
    상기 컴포넌트는, 전기 신호를 약 30 내지 약 300 의 이득만큼 증폭하도록 구성되는 증폭기부를 더 포함하고,
    상기 컴포넌트는 상기 가속도계의 출력을 상기 증폭기부를 통해 추가 처리하도록 구성되는, 베어링 고장 사전 검출 컴포넌트.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 컴포넌트는, 상기 AC-DC 변환부 및 증폭기부 양자 모두의 적어도 일부를 구현하는 하나 이상의 엘리먼트를 포함하는, 베어링 고장 사전 검출 컴포넌트.
  32. 제 26 항에 있어서,
    상기 컴포넌트는, 적어도 일 초의 시간 기간 동안 전기 신호를 평활화하도록 구성되는 평균화 필터부를 더 포함하고,
    상기 컴포넌트는 상기 가속도계의 출력을 상기 평균화 필터부를 통해 추가 처리하도록 구성되는, 베어링 고장 사전 검출 컴포넌트.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 컴포넌트는 증폭기부를 더 포함하고,
    상기 평균화 필터부의 입력은, (1) AC-DC 변환부의 출력, 및(2) 증폭기부의 출력으로 이루어지는 군으로부터 선택된 출력과 커플링되는, 베어링 고장 사전 검출 컴포넌트.
  34. 제 26 항에 있어서,
    상기 컴포넌트는, 전압-운반 전기 신호를 4-20 mA의 전류-운반 전기 신호로 변환하도록 구성되는 전압-전류 변환부를 더 포함하고,
    상기 컴포넌트는 상기 가속도계의 출력을 상기 전압-전류 변환부를 통해 추가 처리하도록 구성되는, 베어링 고장 사전 검출 컴포넌트.
  35. 제 33 항에 있어서,
    상기 컴포넌트는 평균화 필터부를 더 포함하고,
    상기 평균화 필터부의 출력은 전압-전류 변환부의 입력과 커플링되는, 베어링 고장 사전 검출 컴포넌트.
  36. 제 25 항에 있어서,
    컴포넌트는 알람 표시자 입력을 더 포함하고,
    상기 컴포넌트는 상기 알람 표시자 입력에 기초하여 알람을 세팅하도록 구성되는 알람부를 더 포함하는, 베어링 고장 사전 검출 컴포넌트.
  37. 약 0.1 RPM 내지 약 10.0 RPM에서 회전하는 베어링에 대한 베어링 고장의 사전 검출 방법으로서,
    상기 베어링은 콘베이어 메커니즘 내에 포함되고, 상기 베어링은 외측부, 내측부, 및 외측부를 내측부로부터 분리하는 중간부를 포함하며,
    상기 방법은,
    베어링의 진동을 검출할 가속도계를 위치시키는 단계로서, 상기 가속도계는 약 0.5 Hz 내지 약 15,000 Hz의 주파수를 검출하도록 구성되며, 상기 가속도계가 출력을 가지는, 단계;
    500 Hz보다 큰 주파수를 억제하도록 구성된 저역-통과 필터를 통해 상기 가속도계의 출력을 필터링하는 단계;
    상기 가속도계의 출력을 교류 전기 신호를 직류 전기 신호로 변환하도록 구성된 AC-DC 컨버터를 통해 정류하는 단계; 및
    상기 가속도계의 출력을 원격 모니터링 디바이스로 송신하는 단계를 포함하는, 베어링 고장 사전 검출 방법.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 가속도계의 출력을 5 Hz보다 낮은 주파수를 억제하도록 구성된 고역-통과 필터를 통해 필터링하는 단계를 더 포함하는, 베어링 고장 사전 검출 방법.
  39. 제 37 항에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 가속도계의 출력을 약 30 내지 약 300 의 이득 인자에 의해 증폭하는 단계를 더 포함하는, 베어링 고장 사전 검출 방법.
  40. 제 37 항에 있어서,
    상기 방법은,
    증폭기의 출력을 적어도 일 초의 시간 기간 동안 평균화함으로써 평활화하는 단계를 더 포함하는, 베어링 고장 사전 검출 방법.
  41. 제 37 항에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 가속도계의 출력을 4-20 mA의 전류-운반 전기 신호로 변환하는 단계를 더 포함하는, 베어링 고장 사전 검출 방법.
  42. 제 37 항에 있어서,
    상기 방법은,
    소정 시간 기간 동안 상기 가속도계의 출력의 파라미터에 대한 복수 개의 값을 획득하는 단계; 및
    상기 시간 기간 내의 복수 개의 값에 최적 맞춤되는 선분을 결정하는 단계를 더 포함하는, 베어링 고장 사전 검출 방법.
  43. 제 42 항에 있어서,
    상기 방법은,
    소정 상태가 발생하면 알람을 활성화하는 단계로서, 상기 상태는 (a) 상기 선분이 미리 결정된 임계 값에 도달하는 것, 및 (b) 상기 선분이 미리 결정된 임계 기울기에 도달하는 것으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법을 더 포함하는, 베어링 고장 사전 검출 방법.
  44. 제 37 항에 있어서,
    상기 가속도계는 상기 베어링의 외측부에 고정되는, 베어링 고장 사전 검출 방법.
  45. 제 37 항에 있어서,
    상기 베어링의 중간부는 적어도 하나의 볼을 포함하는, 베어링 고장 사전 검출 방법.
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