发明内容

本申请文件的任务因此在于，优化最后提及的解决方案，以便实现对运行状态的改进的分析评价并且以便如有可能能够从分析评价导出另外的认识。

所述任务通过根据权利要求1的特征的方法解决。有利的设计方案是从属权利要求的技术方案。

根据本发明，提出一种用于检测旋转的机器的运行状态的方法。任何如下机器理解为旋转的机器，在所述机器中，至少一个机器元件围绕旋转轴线相对于其余机器部件旋转，如这例如在每个旋转驱动装置中这种情况那样。旋转的构件在此经由至少一个轴承可转动地支承在其余机器部件处。特别优选的是所述方法在一种泵、尤其是回转泵中的使用，所述泵包括旋转的泵轴，所述泵轴经由一个或多个轴承可转动地支承在泵壳体中或处。但本发明绝不应局限于具体的机器类型，而是根据本发明的基本构思能够独立于机器类型应用。

本发明的一个重要的方面在于，使用第一温度传感器，该第一温度传感器能够探测在机器运行期间通过旋转的元件的旋转引起的温度变化，更确切地说探测这样的温度变化，所述温度变化通过轴承摩擦、在密封件处的摩擦以及通过所输送的介质和/或周围环境的影响而引起。根据本发明，设置成，探测轴承区域中的温度变化，即在空间上支承件附近的温度变化，尤其是在靠近轴承的表面处的温度变化。即能够借助所记录的温度信号、即通过传感器测得的温度来获取温度变化，所述温度变化在考虑到周围环境条件的情况下通过机器的运行引起。温度传感器通常重复地测量当前的温度并且将所述当前的温度提供给分析评价单元。由多个单个测量得到温度曲线。根据本发明，现在通过分析评价单元不再仅考虑简单的温度值，而是取而代之对所记录的温度曲线进行梯度分析评价。具体地，即考虑可能的温度升高或温度下降的特性。借助特定的特性则能够识别机器的接通过程或切断过程。当然，可设想，也直接地通过温度传感器实施分析评价单元的逻辑的部分，从而该温度传感器例如直接探测可能的温度变化并且将其输出给分析评价单元。当然也能够将分析评价单元完全集成到温度传感器中。

根据本发明的构思基于本发明人的如下考虑：在至少一个轴承的区域中的温度根据机器状态而改变。在轴承区域中或处的可能的温度当然与运行持续时间有关，而且也与机器负载有关。但在详细调查研究的情况下本发明人查明：在接通过程或切断过程的时刻可发生短时间的相对迅速的温度变化。通过对测量曲线进行梯度观察，能够识别这种现象并且探测相应的接通过程或切断过程。

带有相对大的梯度的这种温度变化在正常的连贯的运行中在通常情况下不会发生，即即使是在持续运行期间以及在负载变化期间的实践中常见的温度波动也不会导致可对照的梯度。在该背景面前，可行的是，通过观察梯度实现对机器当前的运行状态的可靠检测。

根据所述方法，连续地探测温度或以限定的测量频率或在特定的测量间隔下分立地探测温度。对由此导出的温度曲线进行梯度观察，其中，尤其是聚焦于如下这样的梯度，所述梯度在最短的时间内显示出明显的温度变化，即该梯度越过(überschreiten)限定的最小斜率、即每单位时间最小的温度变化。

优选地，当所观察的梯度越过最小值或处于限定的值范围内时，分析评价单元推断出发生了机器的旋转运动的接通过程和/或切断过程。这相应于先前的认识，根据该认识，通过接通过程或切断过程引起的温度变化显示出比由负载引起的或由运行引起的温度变化更高的梯度。在此也可设想定义多个最小值(阈值)或值范围。例如在越过下方的最小值的情况下识别出切换过程，而较高的阈值则实现在接通过程和切断过程之间进行区分，即如果所观察的梯度也越过上方的阈值，则例如推断出实施了切断过程。

在技术上，该现象能够通过如下来解释：在旋转运动切断之后，由运行引起的机器加热不通过在旋转运动期间引起的空气质量流冷却，从而温度首先增加并且在因机器停止而产生的一定的延迟的情况下才下降到较低的温度、例如周围环境温度。类似的行为能够在接通过程中观察到。在此，机器首先通常处于周围环境的温度水平。如果激活机器的旋转，则由于出现的空气质量运动而产生冷却效应，该冷却效应促使轴承区域中的温度短时间下降，这特别明显在轴承座的表面处显露出。温度水平随着运行持续时间的逐渐增加由于正常的轴承摩擦才再次升高。如果附加的通风装置安装在旋转的机器内，该附加的通风装置在旋转运动期间提供较高的空气质量流用于冷却可能的机器部件，而然而在停止时间期间切断，则上文提及的在切换过程期间的现象能够在其表现方面再由此得到加强。

根据优选的实施方案，通过第一温度传感器探测轴承座处的温度、尤其是轴承座的表面处的温度。该传感器能够为此直接装配在轴承的区域中或装配在轴承座处。在轴承座外部处的装配具有以下优点：不需要侵袭性地嵌入到机器结构中，这尤其是在回转泵经密封的情况下是特别有意义的。但对于温度传感器的定位而言关键的是，由此能够可靠地探测由运行引起的温度变化，即通过轴承摩擦、在密封件处的摩擦或通过所输送的介质引起的温度变化。而被证实为不利的是，通过将传感器直接集成到轴承中而直接在轴承中探测温度。除了小的且由此成本高昂的传感器的随之而来的耗费的集成以外，在轴承中无法以足够准确度检测如下温度变化，所述温度变化可归因于运行条件和/或周围环境条件的变化。根据本发明的非侵袭性、靠近轴承的测量部位的优点在于其简单的且成本适宜的实施可行方案。另外的优点由如下认识得到：在运行条件、如接通和关断改变时的温度变化效应在外部，尤其是在轴承座表面处比在轴承中本身更明显地出现。理想地，探测在轴承座的从外部可接近的部位处的温度、尤其是在轴承座的表面处的温度。

针对梯度的评估（尤其是该梯度是否表征接通过程或切断过程）的所述至少一个最小值或所述至少一个限定的范围显然必须与机器有关地进行定义。决定性的影响因素通过机器参量或机器体积的可导引温度的材料的份额得到，因为温度可传导性越大，就能够越好地将热引出并且补偿温度变化。如有可能也要考虑环境影响。由此，根据导引温度的机器体积以及机器的具体的几何结构和/或机器的周围环境条件定义相应的最小值或最小范围，其中，在参量/可导引性越来越大的情况下降低界限值。在此，可设想通过分析评价单元实施的适应性学习过程，用于优化一个或多个最小值或范围。

但在观察温度曲线的情况下，不仅能够提供关于机器状态的梯度认识，而且分析评价单元也能够考虑梯度的符号(Vorzeichen，有时称为正负号)以及所观察的梯度的最大的温度变化的绝对值，即通过梯度引起的温度差。最大的温度变化的绝对值以及梯度的符号能够用作指标，以便能够在不同的切换过程之间进行区分，即以便能够直接借助梯度且独立于对先前的机器状态的认识来确定，机器是否已接通或切断。如上文所阐释的，针对接通过程的梯度能够由于短期的温度下降而首先具有负的符号，而关断过程的梯度首先具有正的符号。梯度值本身、即经检测的梯度值的大小也能够考虑用于在接通过程和切断过程之间进行区分，因为如本发明人通过实验所确定，切断过程显示出比接通过程更高的梯度值。

同样地，持续着的最大的温度变化的持续时间能够是重要的，因为如上文已经描述的，沿相反方向的重新的温度变化跟着由切换循环引起的在最短时间内的迅速的温度变化。对该行为的，即最大的温度变化的峰值持续时间的考虑促进了切换循环的可靠识别。

此外，存在如下可行方案，分析评价单元借助最大的温度变化的绝对值和/或梯度高度不仅识别切换状态，而且能够得到关于当前的机器负载和/或机器处的可能的磨损现象的结论。尤其是，能够从如下出发，即，温度变化的最大绝对值和/或所观察的梯度绝对值相对于先前的切换循环的变化能够构成对机器处的、尤其是在所探测的轴承区域中的负载变化或磨损越来越大的指示。例如在机器处的、尤其是在所探测的轴承区域中的负载增加或磨损越来越大的情况下，发生温度变化的最大绝对值和/或所观察的梯度绝对值相对于先前的切换循环增加，因为轴承磨损导致轴承摩擦提高，这同样体现在梯度以及最大的轴承温度方面。与此相对，在机器负载减小时也能够发生温度变化的最大绝对值和/或所观察的梯度绝对值相对于先前的切换循环减小。

原则上，能够使用多个温度传感器以用于探测由旋转的机器元件的至少一个轴承引起的温度变化。在此，当然对于每个靠近轴承的测量部位、即在轴承区域中或处的测量部位能够使用多个传感器，但理想地对于每个靠近轴承的测量部位使用一个温度传感器。多个温度传感器的使用也能够出于冗余原因是有意义，因为由本发明人揭露的效应当然在针对旋转的机器元件的每个靠近轴承的测量部位处都发生。在对于每个经安装的轴承使用一个传感器方面的另一个优点在于，由此当然也能够对于每个单个的轴承进行磨损监测。即能够监测每个轴承的状态和当前的负载。

根据本发明的一种有利的扩展方案，存在如下可行方案：关于另外的温度参量、尤其是关于机器的当前的周围环境温度研究轴承区域中的温度曲线。由此，能够过滤掉周围环境温度对轴承区域中的温度变化的影响。有意义的是例如使用至少一个另外的温度传感器，所述另外的温度传感器定位在机器处或紧挨机器定位，并且连续地探测周围环境温度。作为梯度分析评价基础的温度曲线则优选相应于在测得的温度值之间的温度差的曲线，即轴承区域中的温度与周围环境温度之间的差的曲线。由此能够在温度曲线中抑制因周围环境条件改变而引起的温度变化，并且分析评价能够仅集中于由机器引起的温度变化。同样可设想，通过一个或多个另外的传感器考虑并过滤掉另外的干扰性影响。属于另外的干扰性影响的例如还有流过所述机器的介质的温度、尤其是在泵送时输送介质的温度。如在周围环境温度中那样，在这种情况下也能够探测介质温度并且将所述介质温度作为温度曲线考虑轴承温度与介质温度之间的温度差。在使用另外的温度传感器时关键的是，该另外的温度传感器在与轴承/轴承座隔开足够间距的情况下定位在机器处或外部。由此能够良好地确定周围环境的降温和升温条件。

关于该有利的实施方案要提到的是，关于周围环境温度或介质温度或其他干扰性影响的所提供的数据不一定必定来自于为此所设置的传感器，而是原则上也能够从任意的信息源、例如信息服务器调用。

根据所述方法的优选的设计方案，运行经检测的接通过程和切断过程的进一步的分析评价。尤其是，所有经检测的接通和切断循环应在限定的时间间隔和/或机器的总使用期间寿命期间被计数。此外，优选也能够探测在一个接通过程与随后的切断过程之间的实际的运行阶段。此外，通过将在两个切换过程之间的各个运行持续时间相加能够获取总运行持续时间。相同的做法也能够应用于停止时间的获取，其方式为，获取在切断过程与随后的接通过程之间的单个的停止时间。通过相加也能够确定机器的总停止时间。能够获取之前提及的信息并且所述信息能够准备好用于后期在分析评价单元的存储器内调用。也可设想将所述信息一次地、周期性地或随机地传输给至少一个外部的接收器。关于停止时间的频率和持续时间的认识正是在饮用水泵中是有意义的，因为所述饮用水泵在停止时间期间倾向于粘牢。

通过第一温度传感器和如有可能另外的温度传感器在特定的测量频率的情况下反复地探测当前的温度。测量频率能够是可静态定义的并且也能够是可自由定义的。可设想的是，根据机器的具体的使用条件以及根据机器类型来定义测量频率，其中，在此机器的体积或可导引温度的组成部分的体积也对所需的测量频率产生影响。一般而言认为，过小的测量频率蕴藏如下风险，即，相关的梯度可能不可靠地获取。与此相对，非必要地高的测量频率需要在分析评价单元内提供有大的功率资源和存储资源，从而理想地在选择测量频率时必须在所提出的条件方面做出妥协。

优选地，也能够进行测量频率的动态调整，该测量频率理想地由分析评价单元在连续的机器运行和温度探测期间自动地根据可能的参数和/或测量值来调整。例如分析评价单元按标准使用预先定义的测量频率。但如果在该方法中在一个时间点确定了相对高的梯度或强烈的温度升高，则立即且暂时动态地提高所应用的针对传感器中的至少一个传感器、优选至少第一温度传感器的测量频率，以便在该时间点暂时提高测量准确度，这最终改善了接通过程和切断过程的可靠的检测。同样可设想，分析评价单元出于节能的原因在连续的运行中增大测量间隔、即降低测量频率。可设想，分析评价单元构造为初始的短的测量间隔。这种初始的测量间隔尤其是如此选择，使得可靠地识别尽可能所有快速的温度梯度，尽可能也在独立于机器的情况下进行识别。于是如果分析评价单元在连续的运行中识别出：对切换过程的可靠梯度识别和由此可靠检测即使在测量间隔较大的情况下也得到确保，则分析评价单元这一次地、逐步地或连续地与尽可能最优的值相适配，该尽可能最优的值一方面确保可靠的检测，但另一方面由于测量过程减少而带来期望的节能。

除了根据本发明的方法以外，本发明还涉及一种旋转的机器、尤其是泵或泵机组、优选回转泵或回转泵机组，所述旋转的机器带有至少一个用于实施根据前述权利要求中任一项所述的方法的分析评价单元。相应的分析评价单元能够设置为外部的单元，但备选地也能够集成在通常的泵控制装置内。借助于旋转的机器的至少一个温度探测器关于可能的温度变化监测泵叶轮的旋转的轴处的相应的靠近轴承的测量部位、尤其是轴承座表面处的测量部位并且相应地对所述温度变化进行分析评价。

除了旋转的机器以外，同样保护一种系统，该系统包括旋转的机器，该旋转的机器带有至少一个温度传感器和外部的分析评价单元，该外部的分析评价单元与所述至少一个温度传感器处于通讯连接中并且设计成用于执行根据本发明的方法。

最后，所述方法也能够通过一种智能的温度传感器实施，该温度传感器适合用于安置在至少一个旋转的机器处、尤其是在那安置在轴承区域中或处。这种温度传感器具有一体式的分析评价单元，该分析评价单元构造成实施根据本发明的方法。与此相应地，如上文已经借助根据本发明的方法说明的优点和特性不仅适用于所述旋转的机器而且适用于所述系统和所述温度传感器。因此，在这一点上不用进行重复描述。