振动分析装置和振动测量系统

技术领域

本发明涉及振动分析装置和振动测量系统，特别涉及从测量被测量的旋转体的振动并进行振动分析的测量仪器接收测量数据的振动分析装置和具备该装置的振动测量系统。

背景技术

日本专利特开No.2016-24007(PTL1)公开了一种用于诊断滚动轴承等的系统。在该诊断系统中，信息终端向服务器发送从振动传感器提供的测量数据、诊断对象的型号和关于测量中的旋转速度的数据。服务器根据测量数据诊断滚动轴承等的异常情况，并将诊断结果发回信息终端。在服务器中，为每个型号保存诊断对象的规格数据(spec data)，并且服务器使用与接收到的型号对应的规格数据和接收到的关于旋转速度的数据来处理接收到的测量数据，并将诊断结果发送回信息终端。然后，信息终端显示从服务器发回的诊断结果(参见PTL1)。

美国专利No.7587299(PTL2)公开了一种诊断与机器装置一起使用的轴承的异常的异常诊断方法。在这种异常诊断方法中，只提取由轴承中的异常引起的频率分量。具体地，提取内滚道缺陷分量、外滚道缺陷分量、滚动体缺陷分量和保持架分量的频率。基于内滚道旋转速度、滚动体直径、节圆直径、滚动体数量和接触角来计算频率分量。然后，基于提取到的频率分量的大小进行异常诊断(参见PTL 2)。

引文表

专利文献

PTL1：日本专利特开第2016-24007号

PTL2：美国专利第7587299号

发明内容

技术问题

在PTL1中描述的诊断系统中，服务器进行诊断，从服务器返回的诊断结果显示在信息终端上。因此，用户可以在信息终端上查看诊断结果。然而，PTL1并没有特别讨论如何在信息终端上显示诊断结果。将诊断结果清楚地显示给使用信息终端的用户有助于提高这种诊断系统的便利性。

在PTL2中描述的异常诊断方法中，仅对由轴承异常产生的频率分量(内滚道缺陷分量、外滚道缺陷分量、滚动体缺陷分量和保持架分量)进行异常诊断。因此，对于轴的没对准和不平衡等其他异常不进行诊断。一些用户可能希望诊断用户希望关注的频带，而不是由轴承异常产生的特定频率分量。

因此，本发明的目的在于，在从测量被测量的旋转体的振动的测量仪器接收测量数据并进行振动分析的振动分析装置中,清楚地示出振动分析的结果。

本发明的另一目的在于，能够在从测量被测量的旋转体的振动的测量仪器接收测量数据并进行振动分析的振动分析装置中,提供用户希望关注的频带的诊断结果。

在PTL1中描述的诊断系统中，服务器进行诊断，因此数据要在信息终端和服务器之间传输。因此，要开发一个网络环境。根据通信状态，传输数据可能需要时间，并且在信息终端上显示诊断结果可能需要时间。

对此，可以由信息终端代替服务器进行诊断。为了使信息终端进行诊断，需要在信息终端中保存根据规定的算术表达式并基于规格数据计算得到的测量对象的规格数据或系数数据(具体地，用于计算损伤频率的测量对象的旋转频率的系数，该损伤频率表示根据测量对象的损伤部位周期性产生的振动频率；当测量对象的旋转频率是单位频率时，对应于损伤频率的系数)。在这种情况下，测量对象的规格是制造商专有技术的积累，应充分注意防止规格数据和基于规格数据计算的系数数据的泄漏。

因此，本发明的另一目的在于，在从测量被测量的旋转体的振动的测量仪器接收测量数据并进行振动分析的振动分析装置中，防止测量对象的规格数据和基于该规格数据计算的系数数据的泄漏。

解决技术问题的技术方案

根据本发明的一个方面的振动分析装置是从测量仪器接收测量数据并进行振动分析的振动分析装置，该振动分析装置测量被测量的旋转体的振动。该振动分析装置包括设置单元、分析器、处理器、确定单元和显示器。设置单元设置关于旋转体的信息和用于诊断旋转体的振动状态的标准值。分析器对从测量仪器接收的测量数据进行频率分析。处理器对于通过频率分析获得的频谱中峰值按降序排列的前几位规定数量的峰，根据关于旋转体的信息来指定部位。确定单元基于峰值和标准值，针对规定数量的峰确定振动状态。对于规定数量的峰，显示器示出峰值、部位和由确定单元确定的结果。

在该振动分析装置中，对于通过频率分析获得的频谱中峰值按降序排列的前几位规定数量的峰，示出峰值、部位和由确定单元确定的结果。因此，用户不必在所示结果中搜索应该注意的点或从频谱图中读取值，并且用户可以容易地知道振动大的峰、振动的大小、部位和该部位的振动状态(例如，危险级别、警告级别或良好级别)。

优选地，由使用振动分析装置的用户设置规定数量。

根据本发明的另一方面的振动分析装置是从测量被测量的旋转体的振动的测量仪器接收测量数据并进行振动分析的振动分析装置。振动分析装置包括设置单元、分析器和确定单元。设置单元分别设置关于旋转体的信息、进行振动分析的多个频带以及与多个频带对应地提供的多个标准值。分析器对从测量仪器接收的测量数据进行频率分析。确定单元基于通过频率分析获得的频谱的峰值和对应于频带的标准值，在多个频带的每个频带中确定所述频带中的振动状态。

在该振动分析装置中，对每个频带设置用于诊断振动状态的标准值，并且在每个频带中，基于频谱的峰值和对应于该频带的标准值来确定该频带中的振动状态。因此，诊断不是基于由轴承的异常状态(内滚道、外滚道、滚动体或保持架的故障)引起的特定频率分量，而是基于每个设定频带的适当标准值来进行。因此，该振动分析装置能够提供用户希望关注的频带的诊断结果。

优选地，多个频带由使用振动分析装置的用户设置。

根据本发明的另一方面的振动分析装置是从测量被测量的旋转体的振动的测量仪器接收测量数据并进行振动分析的振动分析装置。该振动分析装置包括数据库单元和处理器。在数据库单元中，用于计算损伤频率的旋转体的旋转频率的系数被分成多个常数进行存储，该损伤频率表示根据旋转体的损伤部位周期性产生的振动频率。在振动分析中，处理器从数据库单元读取多个常数以恢复旋转频率的系数，并根据恢复的系数计算损伤频率。

用于计算旋转体损伤频率的旋转体的旋转频率系数包括关于旋转体规格的信息。在该振动分析装置中，该系数被分成多个常数存储在数据库单元中。然后，在振动分析中，从数据库单元读取多个常数以恢复旋转频率的系数，并根据恢复的系数计算损伤频率。因此,在存储在数据库单元中的数据泄漏到外部的情况下，可以防止旋转体的规格被人得知。因此，振动分析装置能够防止被测量的旋转体的规格数据的泄漏。

优选地，在数据库单元中存储由对多个常数进行加密而得到的加密数据。处理器从数据库单元读取加密数据以解密加密数据，并从已解密的多个常数恢复系数。

优选地，在数据库单元中以二进制格式存储多个常数。

根据本发明的另一方面的振动分析装置是从测量被测量的旋转体的振动的测量仪器接收测量数据并进行振动分析的振动分析装置。该振动分析装置包括数据库单元和处理器。在数据库单元中，存储对旋转体的规格数据进行加密而得到的加密数据。在振动分析中，处理器从数据库单元读取加密数据以解密加密数据，并基于已解密的规格数据计算表示根据旋转体的损伤部位周期性产生的振动频率的损伤频率。

在该振动分析装置中，用于计算损伤频率的旋转体的规格数据以加密的方式存储在数据库单元中。然后，在振动分析中，从数据库单元读取加密数据并解密，并基于已解密的规格数据，计算表示根据旋转体的损伤部位周期性产生的振动频率的损伤频率。因此，在存储在数据库单元中的数据泄漏到外部的情况下,可以防止旋转体的规格被人得知。因此，振动分析装置能够防止被测量的旋转体的规格数据的泄漏。

优选地，对规格数据进行加密而得到的加密数据以二进制格式存储在数据库单元中。

优选地，旋转体是轴承。

优选地，关于旋转体的信息包括(i)轴承的旋转速度或旋转频率和(ii)轴承规格或用于计算轴承的内滚道滚珠通过频率(BPFI)、外滚道滚珠通过频率(BPFO)和滚珠旋转频率(BSF)的旋转频率系数。

优选地，振动分析装置还包括与测量仪器无线通信的通信单元。

根据本发明的振动测量系统包括测量被测量的旋转体的振动的测量仪器、和从测量仪器接收测量数据并进行振动分析的上述振动分析装置。

发明效果

根据本发明，从测量被测量的旋转体的振动的测量仪器接收测量数据并进行振动分析的振动分析装置能够清楚地显示振动分析的结果。

根据本发明，从测量被测量的旋转体的振动的测量仪器接收测量数据并进行振动分析的振动分析装置可以提供用户希望关注的频带的诊断结果。

根据本发明，从测量被测量的旋转体的振动的测量仪器接收测量数据并进行振动分析的振动分析装置能够防止测量对象的规格数据的泄漏。

附图说明

图1是示出根据本发明的第一实施例的振动测量系统的图。

图2是示出测量仪器的结构的图。

图3是示出便携式信息终端的结构的图。

图4是示出由显示器进行的示例性表示的图。

图5是示出由设置单元设置的示例性信息的图。

图6是表示在测量仪器的处理中的示例性过程的流程图。

图7是示出便携式信息终端的处理中的示例性过程的流程图。

图8是示出第二实施例中的示例性标准值的图。

图9是示出由第二实施例中的设置单元设置的示例性信息的图。

图10是示出第二实施例中的便携式信息终端的处理中的示例性过程的流程图。

图11是示出由第三实施例中的设置单元设置的示例性信息的图。

图12是示出第三实施例中存储在数据库单元中的示例性数据的图。

图13是示出第三实施例中的便携式信息终端的处理中的示例性过程的流程图。

图14是示出第四实施例中的便携式信息终端的示例性结构的图。

图15是示出第四实施例中的便携式信息终端的处理中的示例性过程的流程图。

图16是示出振动测量系统的另一结构的图。

实施方式

下面将参考附图详细描述本发明的实施例。尽管下面将描述多个实施例，但最初打算适当地组合在实施例中描述的特征。附图中的相同或相应的部位具有相同的参考标号，并且不再重复说明。

〔第一实施例〕

图1是示出根据本发明的第一实施例的振动测量系统的图。参照图1，振动测量系统10包括测量仪器20和便携式信息终端30。

测量仪器20是测量在被测量的滚动轴承15中产生的振动的仪器，并且包括检测振动的加速度传感器(未示出)。测量仪器20构成为与便携式信息终端30无线通信。当测量仪器20从便携式信息终端30接收到测量开始信号时，使用加速度传感器检测在滚动轴承15中产生的振动。然后，测量仪器20将加速度传感器检测到的加速度数据发送到便携式信息终端30。

便携式信息终端30对应于本发明中的“振动分析装置”，其接收来自测量仪器20的测量数据(振动的加速度数据)，并分析在滚动轴承15中产生的振动。便携式信息终端30是可以由使用振动测量系统10的用户使用的终端，其示例包括智能手机和平板电脑。通过在便携式信息终端30上运行的应用软件，便携式信息终端30可以用作“振动分析装置”。

图2是示出测量仪器20的结构的图。参照图2，测量仪器20包括加速度传感器102、抗混叠滤波器104、A/D转换器106、微型计算机108、存储器110和通信模块112。

加速度传感器102安装在容纳有被测量的滚动轴承15(图1)的壳体上，并且检测在滚动轴承15中产生的振动加速度并提供输出。抗混叠滤波器104是抑制在A/D转换器106的A/D转换中产生的混叠的低通滤波器。A/D转换器106将通过抗混叠滤波器104的测量信号(模拟信号)转换为数字信号。

微型计算机108接收由A/D转换器106转换成数字信号的加速度数据，并将加速度数据提供给存储器110。然后，当存储器110中积累了规定量的数据时，微型计算机108从存储器110读取积累的数据，并且通信模块112将该数据作为由测量仪器20获得的测量数据发送到便携式信息终端30。

存储器110从微型计算机108接收由A/D转换器106转换成数字信号的加速度数据，并且该加速度数据暂时存储在存储器110中。通信模块112是用于测量仪器20与便携式信息终端30无线通信的无线模块。

图3是示出便携式信息终端30的结构的图。参照图3，便携式信息终端30包括设置单元202、通信单元204、分析器206、数据库(DB)单元208、确定单元210、显示器212和中央处理单元214。

设置单元202设置关于被测量的滚动轴承15(图1)的信息。虽然在本第一实施例中，设置信息由用户在便携式信息终端30的屏幕上输入，但它可以预先存储在DB单元208中，并在振动测量系统10开始测量振动时从DB单元208读取。关于滚动轴承15的信息包括滚动轴承15的轴承型号和由测量仪器20测量的滚动轴承15的旋转速度或旋转频率。

在本第一实施例中，可以通过振动测量系统10进行振动测量的各种轴承的规格数据被预先存储在DB单元208中，以作为与轴承型号相关联的数据。然后，从DB单元208读取具有由设置单元202设置的轴承型号的轴承的规格数据。然而，设置单元202可以直接将滚动轴承15的规格数据设置为关于滚动轴承15的信息。

设置单元202还设置用于由确定单元210确定被测量的滚动轴承15的振动状态的标准值。虽然在本第一实施例中，该标准值也由用户在便携式信息终端30的屏幕上输入，但它可以预先存储在DB单元208中，并且可以在振动测量系统10开始振动测量时从DB单元208读取。

通信单元204是便携式信息终端30与测量仪器20建立无线通信的单元，由无线模块实现。通信单元204响应于来自中央处理单元214的指令，在振动测量系统10开始振动测量时向测量仪器20发送测量开始信号。通信单元204接收从测量仪器20发送的测量数据(加速度数据)。

分析器206对由通信单元204接收的测量数据(加速度数据)进行频率分析。例如，分析器206对由通信单元204接收的时间序列加速度数据执行快速傅立叶变换(FFT)处理，并生成测量数据(加速度数据)的频谱。

可由该振动测量系统10进行振动测量的各种轴承的规格数据被存储在DB单元208中，以作为与轴承型号相关联的数据。在本第一实施例中，规格数据至少包括下式(1)～(3)所示的能够计算出内滚道的滚珠通过频率(BPFI)、外滚道的滚珠通过频率(BPFO)和滚珠旋转频率(BSF)的数据。

〔表达式1〕

D表示轴承节圆的直径，d表示滚动体的直径，α表示滚动体的接触角，Z表示滚动体的数量。f0表示内滚道轴的旋转频率，由设置单元202设置。或者，当设置单元202设置旋转速度时，根据旋转速度计算f0。

至少将包括节圆的直径D、滚动体的直径d、滚动体的接触角α、以及滚动体的数量Z在内的规格数据作为与轴承型号相关联的数据存储在DB单元208中。用于计算BPFI、BPFO和BSF的旋转频率f0的系数Cin、Cout和Crol也可以代替规格数据存储在DB单元208中。系数Cin、Cout和Crol在下式(4)至(6)中示出。

〔表达式2〕

中央处理单元214基于由设置单元202设置的关于滚动轴承15的信息，在测量中计算滚动轴承15的BPFI、BPFO和BSF。具体地，中央处理单元214从DB单元208读取与由设置单元202设置的轴承型号对应的轴承的规格数据，并基于读取的规格数据和由设置单元202设置的旋转速度(或旋转频率),根据式(1)～(3)计算BPFI、BPFO和BSF。

此外，对于由分析器206获得的加速度数据的频谱中的峰，中央处理单元214为每个峰指定一部位。更具体地说，具有与BPFI及其高阶分量匹配的频率(以下称为“峰值频率”)的峰被指定为指示内滚道的故障。具有与BPFO及其高阶分量匹配的峰值频率的峰被指定为指示外滚道的故障，具有与BSF及其高阶分量匹配的峰值频率的峰被指定为指示滚动体的故障。

具有与轴的旋转频率及其高阶分量相匹配的峰值频率的峰被指定为指示轴中的不平衡，具有与旋转频率的两倍频率及其高阶分量相匹配的峰频率的峰值被指定为指示未对准。因此，在本第一实施例中，对于与峰对应的部位，不仅指定与BPFI、BPFO和BSF对应的轴承的部位(内滚道、外滚道和滚动体)，而且还指定除了轴承本身之外的部位，例如轴的不平衡或未对准。

确定单元210基于峰值频率的峰值(加速度)和由设置单元202设置的标准值来确定每个峰的振动状态。例如，确定单元210将峰值超过标准值的峰确定为“危险”。确定单元210将峰值小于标准值但超过标准值的80％的峰确定为“警告”，并将峰值小于标准值的80％的峰确定为“良好”。

对于具有前十个峰值的峰，显示器212在便携式信息终端30的屏幕上显示峰值、部位和由确定单元210确定的结果(“危险”、“警告”、“良好”等)。所示峰的数目不限于十个，而是可以被设置为其他数量，或者可以由用户在便携信息终端30的屏幕上设置，默认为十个。

在该第一实施例中，根据显示器212所示的峰的数量，中央处理单元214为具有前十个峰值的峰指定部位，并且确定单元210确定具有前十个峰值的峰的振动状态。然而，中央处理单元214可以针对所有指定的峰指定部位，且确定单元210可以针对所有指定的峰确定振动状态。

图4是示出由显示器212进行的示例性表示的图。图4示出了由显示器212在其上示出表示信息的便携式信息终端30的屏幕。

参照图4，在该示例中，对于具有前十个峰值的峰，峰值(加速度)、峰值频率、确定单元210的确定结果和部位(损伤部分)以峰值(加速度)大小的降序(a1>a2>…>a10)示出。所示的峰还包括高阶分量(“旋转二阶”、“外滚道二阶”等)的峰。

虽然在本示例中以峰值大小的降序进行表示，但也可以以频率大小的升序(f1

图5是示出由设置单元202设置的示例性信息的图。由设置单元202设置的信息可以由用户在便携式信息终端30的屏幕上输入，图5示出了用于由用户输入信息的便携式信息终端30的屏幕。

参照图5，可以在输入部310中输入被测量的滚动轴承15(图1)的轴承型号。

可以通过输入部320输入测量时轴的旋转速度(min

可以在输入部330中输入要由确定单元210使用的标准值(加速度)。在本第一实施例中，无论峰值频率多大，标准值都被设置为均一值。

由显示器212显示的具有最大峰值的峰的数量可以在输入部340中输入。根据该输入值设置显示器212要显示的峰的数量。当输入部340中没有输入时，设置默认值(例如，十个)。

图6是示出在测量仪器20的处理中的示例性过程的流程图。参照图2和图6，当测量仪器20的电源接通时，微型计算机108执行规定的初始化处理(步骤S10)。在初始化处理中，例如，建立通信模块112和便携式信息终端30之间的通信，并且清除存储器110中的数据。

然后，微型计算机108确定是否已从便携式信息终端30接收到测量开始信号(步骤S20)。然后，当微型计算机108接收到测量开始信号时(步骤S20中为是)，从A/D转换器106读取已通过抗混叠滤波器104并已被A/D转换器106数字转换的来自加速度传感器102的输出(步骤S30)。

微型计算机108将从A/D转换器106读取的数据暂时存储在存储器110中(步骤S40)。然后，微型计算机108确定所获得的数据的数量是否达到规定数量(步骤S50)。当所获得的数据的数量没有达到规定数量时(在步骤S50中为否)，微型计算机108重复步骤S30和S40中的处理。

当微型计算机108在步骤S50中确定所获得的数据的数量已经达到规定数量时(在步骤S50中为是)，微型计算机108从存储器110读取所获得的数据，并通过通信模块112将该数据发送到便携式信息终端30(步骤S60)。

然后，微型计算机108确定用户是否执行了退出操作以退出测量(步骤S70)。在便携式信息终端30上执行退出操作，并且当微型计算机从便携式信息终端30接收到测量退出信号时，确定已执行退出操作。

当微型计算机确定没有执行退出操作时(在步骤S70中为否)，处理返回到步骤S20。当微型计算机确定已经执行退出操作时(在步骤S70中为是)，处理结束，并且测量仪器20中的一系列处理结束。

图7是示出在便携式信息终端30中处理的示例性过程的流程图。参照图3和图7，当在便携式信息终端30上运行使用测量仪器20进行振动测量的应用软件并且借助于该应用软件指示测量的开始时，中央处理单元214执行规定的初始化处理(步骤S110)。在初始化处理中，例如，建立通信单元204和测量仪器20之间的通信，并执行规定的初始化处理。

然后，响应于来自中央处理单元214的指令，设置单元202设置被测量的滚动轴承15的轴承型号、测量时的旋转速度(或旋转频率)、用于基于测量数据确定振动状态的标准值等(步骤S115)。每个设定值由用户在便携式信息终端30的屏幕上输入。

然后，中央处理单元214从DB单元208读取与设定的轴承型号对应的轴承的规格数据，并基于规格数据和由设定的旋转速度计算出的旋转频率，根据式(1)～(3)计算被测量的滚动轴承15的BPFI、BPFO和BSF(步骤S120)。此后，中央处理单元214通过通信单元204向测量仪器20发送测量开始信号(步骤S125)。

当测量开始信号被发送到测量仪器20时，中央处理单元214确定是否从测量仪器20接收到测量数据(加速度数据)(步骤S130)。然后，当中央处理单元214从测量仪器20接收到测量数据时(在步骤S130中为是)，将接收到的测量数据存储在存储器(未示出)中(步骤S135)。

然后，中央处理单元214确定从测量仪器20接收到的测量数据的数量是否达到规定数量(步骤S140)。当所获得的数据的数量没有达到规定数量时(在步骤S140中为否)，中央处理单元重复步骤S130和S135中的处理。

当中央处理单元214在步骤S140中确定数据的数量已经达到规定数量时(在步骤S140中为是)，从存储器中读取数据，并使分析器206对由测量仪器20测量得到的数据(加速度数据)进行频率分析(步骤S145)。具体地，对由测量仪器20测量获得的时间序列加速度数据执行快速傅立叶变换(FFT)处理，以获得所测得的加速度数据的频谱。

然后，对于所获得的频谱中的峰，中央处理单元214提取前十个峰值，并为所提取的前十个峰指定对应于峰值频率的部位。具体地，中央处理单元214对于所提取的每一个峰,基于峰值频率是否与BPFI、BPFO、BSF中的任何一个及其高阶分量匹配，或者是否与轴的旋转频率、该频率的两倍频率及其高阶分量中的任何一个匹配，来指定该峰是内滚道的故障、外滚道的故障、滚动体的故障、轴的不平衡还是未对准。然后，对于每个指定部位，中央处理单元214利用确定单元210，根据所设置的标准值确定每个部位的振动状态(步骤S150)。

例如，确定单元210将具有超过标准值的峰值的峰确定为“危险”。确定单元210将峰值小于标准值但超过标准值的80％的峰确定为“警告”，并将峰值小于标准值的80％的峰确定为“良好”。

然后，对于具有前十个峰值的每个峰，中央处理单元214使显示器212在便携式信息终端30的屏幕上显示步骤S150中的确定结果、峰值、峰值频率和部位以及频谱的波形(步骤S155)。

然后，中央处理单元214确定用户是否执行了退出操作以退出测量(步骤S160)。当中央处理单元确定没有执行退出操作时(在步骤S160中为否)，处理返回到步骤S115。当中央处理单元确定已经执行退出操作时(在步骤S160中为是)，处理结束，并且便携式信息终端30中的一系列处理结束。

如上所述，在该第一实施例中，对于在测量数据的频谱中具有前十个峰值的峰，在便携式信息终端30的屏幕上显示峰值(加速度)、峰值频率、振动状态的确定结果(“危险”、“警告”、“良好”等)和部位(损伤部分)。因此，对于振动大的峰，用户可以容易地知道其大小、部位以及部位的振动状态。

根据该第一实施例，用户可以设置要示出的峰的数量，因此可以实现用户所希望的表示。由于测量仪器20和便携式信息终端30彼此无线通信，用户可以通过简单地将测量仪器20安装到测量对象上，在可以建立无线通信的区域内的任何位置检查振动分析的结果。

〔第二实施例〕

在第一实施例中，用于确定振动状态(“危险”、“警告”、“良好”等)的标准值被设置为均一,而与频率无关。在该第二实施例中，为每个频带设置标准值。因此，基于每个设置频带的适当标准值进行诊断，并且可以提供对用户希望关注的频带的诊断。

根据该第二实施例的振动测量系统的总体结构类似于图1至图3所示的第一实施例中的振动测量系统。

图8是示出第二实施例中的示例性标准值的图。在图8中，横坐标表示频率，纵坐标表示加速度(振动)。参照图8，波形表示由分析器206进行的频率分析的示例性结果。

为每个频带Δfi(i＝1到10)设定一个标准值Tai(i＝1到10)。在本例中，从频率0开始设置十个宽度相等的频带，并且为每个频带设置标准值。然而，频带的数量不限于十个，每个频带的宽度也不一定相等。

例如，在确定频带Δfi时，可以在将每个频带的宽度设置为相等的情况下设置频带的宽度和数量，或者在将频带的数量设置为一定数量的情况下设置待分析频率的上限。

然后，通过为每个设置频带设置标准值，对于用户希望关注的频带，可以向用户提供适当的诊断结果。

图9是示出由第二实施例中的设置单元202设置的示例性信息的图。在第二实施例中，用户也可以在便携式信息终端30的屏幕上输入由设置单元202设置的信息，图9示出用于用户输入信息的便携式信息终端30的屏幕。

参照图9，可以在输入部410中输入被测量的滚动轴承15(图1)的轴承型号。在输入部420中，可以输入测量时轴的旋转速度(min

在输入部430中，为了基于为每个频带设置的标准值来确定振动状态，在频带宽度设置为相等时，可以输入该频带的宽度。在输入部440中，在设置一定数量的频带时，可以输入要分析的频率的上限。用户应该只需向输入部430和440中的任何一个提供输入。如果输入部430和440都被提供了输入，则采用预定的其中一个(例如，输入部430)的值。

在输入部450中，可以输入频带的数量。当通过输入部430设置了频率带宽时，设置具有与输入部450中输入的数字一样多的具有该频率带宽的频带。当通过输入部440设置了上限频率时，通过将该上限频率除以输入到输入部450的数字，设置与输入到输入部450的数字一样多的频带。

在输入部460中，可以为每个频带设置标准值。在输入部460中，示出基于输入部430中输入的频率带宽或输入部440中输入的上限频率和输入部450中输入的频带数量来设置的每个频带，并针对每个频带示出标准值。可以通过使用输入设备(鼠标、触摸面板等)来上下移动输入部460中示出的标准值。用户可以通过使用输入设备在输入部460中设置每个频带的标准值。

图10是示出第二实施例中的便携式信息终端30的处理中的示例性过程的流程图。参照图3和图10，在第二实施例中，当在便携式信息终端30上运行使用测量仪器20进行振动测量的应用软件并且借助于该应用软件指示测量的开始时，中央处理单元214执行规定的初始化处理(步骤S210)。该初始化处理与图7中的步骤S110中执行的处理相同。

然后，响应于来自中央处理单元214的指令，设置单元202设置被测量的滚动轴承15的轴承型号、测量时的旋转速度(或旋转频率)等(步骤S215)。每个设定值由用户在便携式信息终端30的屏幕上输入。

此外，设置单元202针对每个频带设置标准值(步骤S220)。如参照图9所述，基于输入部430和450中的输入值来设置每个频带，并且基于输入部460中的输入来设置每个频带的标准值。

当在步骤S220中为每个频带设置了标准值时，处理进行到步骤S225。由于步骤S225～S250中的处理与图7中的步骤S120～S145中的处理相同，因此不再重复说明。

当在步骤S250中对测量仪器20测量获得的数据(加速度数据)进行频率分析时，中央处理单元214利用确定单元210，根据在步骤S220中设置的每个频带的标准值为每个频带确定滚动轴承15的振动状态(步骤S255)。

例如，当存在峰值超过每个频带的标准值的峰时，确定为“危险”。当存在峰值超过标准值的80％的峰但没有峰值超过标准值的峰时，确定为“警告”，当没有峰值超过标准值的80％的峰时，确定为“良好”。

然后，对于具有超过标准值的峰值的峰，中央处理单元214指定对应于该峰的部位(步骤S260)。具体地，中央处理单元214对于具有超过标准值的峰值的每个峰,基于峰值频率是否与BPFI、BPFO、BSF及其高阶分量中的任何一个匹配，或者是否与轴的旋转频率、该频率的两倍频率及其高阶分量中的任何一个匹配，来指定该峰是内滚道的故障、外滚道的故障、滚动体的故障、轴的不平衡还是未对准。

然后，对于具有超过标准值的峰值的每个峰，中央处理单元214使显示器212在便携式信息终端30的屏幕上显示步骤S255中的确定结果、峰值、峰值频率和部位以及频谱的波形(步骤S265)。

然后，中央处理单元214确定用户是否执行了退出操作以退出测量(步骤S270)。当中央处理单元确定没有执行退出操作时(在步骤S270中为否)，处理返回到步骤S215。当中央处理单元确定已经执行退出操作时(在步骤S270中为是)，处理结束，并且便携式信息终端30中的一系列处理结束。

如上所述，在该第二实施例中，对每个频带设置标准值，并且在每个频带中，基于频谱的峰值和标准值来确定振动状态。因此，并非基于由轴承的异常状态(内滚道、外滚道、滚动体或保持架的故障)产生的特定频率分量，而是基于每个设定频带的适当标准值进行诊断。因此，根据该第二实施例，可以提供用户希望关注的频带的诊断结果。

由于在该第二实施例中测量仪器20和便携式信息终端30也彼此无线通信，用户可以通过简单地将测量仪器20安装到测量对象上，在可以建立无线通信的区域内的任何位置检查振动分析的结果。

〔第三实施例〕

根据该第三实施例的振动测量系统的总体结构类似于图1至图3所示的第一实施例中的振动测量系统。

在第三实施例中，对于可以通过振动测量系统10进行振动测量的各种轴承，关于用于计算损伤频率的轴承旋转频率的系数(通过分割该系数而获得的多个常数)的数据被存储在DB单元208中，以作为与轴承型号相关联的数据,其中,损伤频率根据基于轴承的规格数据规定的算术表达式来计算,并用于指定轴承的损伤部位。然后，从DB单元208读取与设置单元202设置的轴承型号对应的数据，基于读取的数据计算损伤频率，并指定损伤部位。

再次参照图3，在本第三实施例中，用于计算被测量的滚动轴承15的内滚道滚珠通过频率(BPFI)、外滚道滚珠通过频率(BPFO)和滚珠旋转频率(BSF)的轴的旋转频率系数的数据存储在DB单元208中,以作为与轴承型号相关联的数据。

具体地，在该第三实施例中，不使用服务器，而由便携式信息终端30指定损伤部位。因此，用于计算被测量的滚动轴承15的BPFI、BPFO和BSF的轴承的旋转频率的系数应该保存在便携式信息终端30中。

滚动轴承15的BPFI、BPFO和BSF可以根据下式(7)～(9)，基于测量时滚动轴承15的各种规格和轴承的内滚道轴的旋转频率f0计算。

〔表达式3〕

D表示轴承的节圆的直径，d表示滚动体的直径，α表示滚动体的接触角，Z表示滚动体的数量，每个值对应于滚动轴承15的规格。

旋转频率f0对应于测量条件，并且由设置单元202设置。当设置单元202设置旋转速度时，根据所设置的旋转速度计算旋转频率f0。基于滚动轴承15的规格(轴承的节圆直径D、滚动体的直径D、滚动体的接触角α、滚动体的数量Z)，计算旋转频率f0的系数Cin、Cout和Crol。

因此，为了在便携式信息终端30中计算BPFI、BPFO和BSF，滚动轴承15的规格数据(轴承的节圆直径D、滚动体的直径d、滚动体的接触角α、滚动体的数量Z)或基于该规格数据计算的系数Cin、Cout和Crol应保存在便携式信息终端30中。

然而，测量对象的规格是制造商专有技术的积累。因此，应充分注意防止规格数据或基于规格数据计算的系数Cin、Cout和Crol的泄漏。

然后，在根据本第三实施例的振动测量系统10中，系数Cin、Cout和Crol中的每一个被分成多个常数存储在便携式信息终端30的DB单元208中。例如，系数Cin、Cout和Crol被分成下式(10)～(12)所示的常数Ca～Cd而存储在DB单元208中。

〔表达式4〕

C

C

C

常数Ca～Cd如下所示。

〔表达式5〕

因此，通过将基于规格数据计算出的系数Cin、Cout和Crol分成多个常数Ca～Cd存储在DB单元208中，可以防止在DB单元208中存储的数据泄漏到外部的情况下导致要测量的滚动轴承15的规格被人得知。

在本第三实施例中，中央处理单元214基于由设置单元202设置的关于滚动轴承15的信息，计算测量时滚动轴承15的BPFI、BPFO和BSF。具体地说，中央处理单元214从DB单元208读取与由设置单元202设置的轴承型号对应的多个常数Ca～Cd，并根据式(10)至(12)从读取的多个常数Ca～Cd恢复系数Cin、Cout和Crol。然后，中央处理单元214基于恢复的系数Cin、Cout和Crol和由设置单元202设置的旋转速度(或旋转频率)，根据式(7)～(9)计算BPFI、BPFO和BSF。

在本第三实施例中，对于已经指定了部位的峰，显示器212在便携式信息终端30的屏幕上显示峰值、部位和由确定单元210确定的结果(“危险”、“警告”、“良好”等)。

图11是示出由第三实施例中的设置单元202设置的示例性信息的图。由设置单元202设置的信息可以由用户在便携式信息终端30的屏幕上输入，图11示出了用于由用户输入信息的便携式信息终端30的屏幕。

参照图11，可以在输入部310中输入被测量的滚动轴承15(图1)的轴承型号。

可以在输入部320中输入测量时轴的旋转速度(min

可以在输入部330中输入要由确定单元210使用的标准值(加速度)。同样，在本第三实施例中，标准值被设置为均一值,而与峰值频率无关。

图12是示出第三实施例中存储在DB单元208中的示例性数据的图。参照图12，将用于计算BPFI、BPFO和BSF的系数Cin、Cout和Crol分割而获得的多个常数Ca～Cd存储在DB单元208中，以与可以通过振动测量系统10进行振动测量的每个轴承的轴承型号相关联。即使这些常数Ca～Cd可能泄漏到便携式信息终端30的外部，也可以防止轴承的规格被人得知。

图13是示出在便携式信息终端30中处理的示例性过程的流程图。参照图3和图13，当在便携式信息终端30上运行使用测量仪器20进行振动测量的应用软件并且借助于该应用软件指示测量的开始时，中央处理单元214执行规定的初始化处理(步骤S310)。在初始化处理中，例如，建立通信单元204和测量仪器20之间的通信，并执行规定的初始化处理。

然后，响应于来自中央处理单元214的指令，设置单元202设置被测量的滚动轴承15的轴承型号、测量时的旋转速度(或旋转频率)、用于基于测量数据确定振动状态的标准值等(步骤S315)。每个设定值由用户在便携式信息终端30的屏幕上输入。

然后，中央处理单元214从DB单元208读取与设置的轴承型号对应的轴承的常数Ca～Cd(分割后的常数)，并从读取的常数Ca～Cd根据式(10)至(12)恢复系数Cin、Cout和Crol(步骤S320)。

然后，中央处理单元214基于恢复的系数Cin、Cout和Crol以及从步骤S315中设置的旋转速度计算出的旋转频率，根据式(7)～(9)计算被测量的滚动轴承15的BPFI、BPFO和BSF(步骤S322)。此后，中央处理单元214通过通信单元204向测量仪器20发送测量开始信号(步骤S325)。

当测量开始信号被发送到测量仪器20时，中央处理单元214确定是否从测量仪器20接收到测量数据(加速度数据)(步骤S330)。然后，当中央处理单元214已经接收到测量数据时(在步骤S330中为是)，将接收到的测量数据存储在存储器(未示出)中(步骤S335)。

然后，中央处理单元214确定从测量仪器20接收到的测量数据的数量是否达到规定数量(步骤S340)。当所获得的数据的数量没有达到规定数量时(在步骤S340中为否)，中央处理单元重复步骤S330和S335中的处理。

当中央处理单元214在步骤S340中确定数据的数量已经达到规定数量时(在步骤S340中为是)，从存储器中读取数据，并使分析器206对由测量仪器20测量得到的数据(加速度数据)进行频率分析(步骤S345)。具体地，对由测量仪器20测量获得的时间序列加速度数据执行快速傅立叶变换(FFT)处理，以获得所测得的加速度数据的频谱。

然后，针对所获得的频谱中的峰，中央处理单元214基于峰频率是否与BPFI、BPFO、BSF及其高阶分量中的任何一个匹配，或者是否与轴的旋转频率、该频率的两倍频率及其高阶分量中的任何一个匹配，来对该峰指定内滚道的故障、外滚道的故障、滚动体的故障、轴的不平衡还是未对准。然后，对于每个指定部位，中央处理单元214利用确定单元210，根据在步骤S315中设置的标准值确定每个部位的振动状态(步骤S350)。

例如，确定单元210将具有超过标准值的峰值的峰确定为“危险”。确定单元210将峰值小于标准值但超过标准值的80％的峰确定为“警告”，并将峰值小于标准值的80％的峰确定为“良好”。

然后，中央处理单元214使显示器212在便携式信息终端30的屏幕上显示步骤S350中的确定结果、峰值、峰值频率和部位以及频谱波形(步骤S355)。

然后，中央处理单元214确定用户是否执行了退出操作以退出测量(步骤S360)。当中央处理单元确定没有执行退出操作时(在步骤S360中为否)，处理返回到步骤S315。当中央处理单元确定已经执行退出操作时(在步骤S360中为是)，处理结束，并且便携式信息终端30中的一系列处理结束。

如上所述，在该第三实施例中，用于计算BPFI、BPFO和BSF的系数Cin、Cout和Crol被分成多个常数Ca～Cd存储在DB单元208中。然后，在振动分析中，从DB单元208读取常数Ca～Cd，以恢复系数Cin、Cout和Crol，并且基于恢复的系数Cin、Cout和Crol，计算BPFI、BPFO和BSF。因此，可以防止在DB单元208中存储的数据(常数Ca～Cd)泄漏到便携式信息终端30的外部的情况下，可由振动测量系统10进行测量的轴承的规格被人得知。因此，根据该第三实施例，可以防止轴承的规格数据的泄漏。

由于在该第三实施例中测量仪器20和便携式信息终端30也彼此无线通信，用户可以通过简单地将测量仪器20安装到测量对象上，在可以建立无线通信的区域内的任何位置检查振动分析的结果。

〔第四实施例〕

在第三实施例中，用于计算BPFI、BPFO和BSF的系数Cin、Cout和Crol中的每一个被分成多个常数Ca～Cd存储在DB单元208中。在该第四实施例中，被测量的滚动轴承15的规格数据(轴承的节圆直径D、滚动体的直径d、滚动体的接触角α、滚动体的数量Z)被加密地存储在DB单元208中。然后，在测量中，从DB单元208读取加密的规格数据并对其进行解密，以计算BPFI、BPFO和BSF。

根据该第四实施例的振动测量系统的总体结构类似于图1至图2所示的第一实施例中的振动测量系统。

图14是示出第四实施例中的便携式信息终端30的结构的图。参照图14，在图3所示的第一实施例中的便携式信息终端30中，第四实施例中的便携式信息终端30还包括加密处理单元216。

在本第四实施例中，对于可以通过振动测量系统10进行振动测量的各种轴承，根据规定的密码学加密的规格数据被存储在DB单元208中，作为与轴承型号相关联的数据。可以采用对称密钥密码学或公钥密码学作为密码学。加密可以通过对各种规格使用相同的密钥加密来完成，或者通过对每个规格使用不同的密钥加密来完成。各种已知的方法可用于密码学。

然后，响应于来自中央处理单元214的指令，加密处理单元216从DB单元208读取对应于由设置单元202设置的轴承型号的规格数据(加密数据)，并根据密码学使用密钥加密对读取的规格数据进行解密。

中央处理单元214基于由加密处理单元216解密后的规格数据和由设置单元202设置的旋转速度(或旋转频率)，根据式(7)～(9)计算BPFI、BPFO和BSF。在计算BPFI、BPFO和BSF之后由中央处理单元214进行的处理与第三实施例相同。

图15是示出第四实施例中的便携式信息终端30的处理中的示例性过程的流程图。参照图14和图15，在第四实施例中，当在便携式信息终端30上运行使用测量仪器20进行振动测量的应用软件并且借助于该应用软件指示测量的开始时，中央处理单元214执行规定的初始化处理(步骤S410)。此后，设置单元202设置被测量的滚动轴承15的轴承型号、测量时的旋转速度(或旋转频率)、用于基于测量数据确定振动状态的标准值等(步骤S415)。在步骤S410和S415中执行的处理与在图13中的步骤S310和S315中执行的处理相同。

然后，从DB单元208读取与设置的轴承型号相对应的轴承的规格数据(加密数据)，加密处理单元216根据规定的密码学使用密钥加密对加密的规格数据进行解密(步骤S420)。

然后，中央处理单元214基于解密的规格数据和从步骤S415中设置的旋转速度计算的旋转频率，根据式(7)～(9)计算被测量的滚动轴承15的BPFI、BPFO和BSF(步骤S422)。

当在步骤S422中计算出BPFI、BPFO和BSF时，处理进行到步骤S425。由于步骤S425～S455中的处理与图13中的步骤S325～S355中的处理相同，因此不再重复说明。

由于在步骤S455中通过显示器212进行表示，中央处理单元214确定用户是否执行了退出操作以退出测量(步骤S460)。当中央处理单元确定没有执行退出操作时(在步骤S460中为否)，处理返回到步骤S415。当中央处理单元确定已经执行退出操作时(在步骤S460中为是)，处理结束，并且便携式信息终端30中的一系列处理结束。

如上所述，在该第四实施例中，将被测量的滚动轴承15的规格数据作为加密存储在DB单元208中。然后，在振动分析中，从DB单元208读取加密的规格数据并解密，并且基于解密的规格数据计算BPFI、BPFO和BSF。因此，可以防止在存储在DB单元208中的数据(加密的规格数据)泄漏到便携式信息终端30的外部的情况下，可以由振动测量系统10进行测量的轴承的规格被人得知。因此，根据该第四实施例，也可以防止轴承的规格数据的泄漏。

由于在该第四实施例中测量仪器20和便携式信息终端30也彼此无线通信，用户可以通过简单地将测量仪器20安装到测量对象上，在可以建立无线通信的区域内的任何位置检查振动分析的结果。

虽然在第四实施例中测量对象的规格数据以加密的方式存储在DB单元208中，但也可以将用于计算BPFI、BPFO和BSF的系数Cin、Cout和Crol以加密的方式存储在DB单元208中，或者将第三实施例中描述的系数Cin、Cout和Crol分割而获得的多个常数Ca～Cd以加密的方式存储在DB单元208中。

在第三实施例中，多个常数Ca～Cd可以二进制格式存储在DB单元208中。因此，可以防止在存储在DB单元208中的数据泄漏到便携式信息终端30的外部的情况下，可以由振动测量系统10进行测量的轴承的规格被人得知。

此外，在第四实施例中，二进制格式的规格数据可以被加密地存储在DB单元208中。或者，二进制格式的系数Cin、Cout和Crol或二进制格式的多个常数Ca～Cd可以被加密地存储在DB单元208中。

虽然在上述每个实施例中测量仪器20和便携式信息终端30彼此无线通信，但是测量仪器20和便携式信息终端30可以通过通信线路40相互连接，如图16所示，并且测量仪器20和便携式信息终端30可以通过通信线路40相互通信。

在此公开的实施例的适当的组合最初是预期的，只要这种组合在技术上不是不一致的。应当理解，这里公开的实施例在每个方面都是说明性的和非限制性的。本发明的范围由权利要求书而不是以上实施例的描述来定义，并且旨在包括在与权利要求书等效的范围和含义内的任何变更。

标号说明

10振动测量系统；15测量对象(滚动轴承)；20测量仪器；30便携式信息终端；40通信线路；102加速度传感器；104抗混叠滤波器；106A/D转换器；108微型计算机；110存储器；112通信模块；202设置单元；204通信单元；206分析器；208DB单元；210确定单元；212显示器；214中央处理单元；216加密处理单元；310～340、410～460输入部。