本申請(qǐng)總體上涉及致動(dòng)器支架，并且具體而言涉及具有傳感器的致動(dòng)器支架。

背景技術(shù)：

致動(dòng)器通常用于操作諸如閥中的流動(dòng)控制構(gòu)件之類(lèi)的設(shè)備?？刂破骺梢杂糜跍y(cè)量致動(dòng)器的特性并控制致動(dòng)器的桿的位置。在某些實(shí)例中，控制器耦接至致動(dòng)器以使得控制器能夠控制致動(dòng)器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在某些情形下，致動(dòng)器的反復(fù)的移動(dòng)和/或振動(dòng)會(huì)使得支架隨著時(shí)間從致動(dòng)器和/或控制器松開(kāi)。支架與致動(dòng)器之間和/或支架與控制器之間的松弛耦接會(huì)導(dǎo)致對(duì)致動(dòng)器的不精確控制和/或?qū)χ聞?dòng)器、支架和/或控制器的結(jié)構(gòu)性損害。鑒于這樣的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種具有傳感器的致動(dòng)器支架。在一個(gè)示例中，一種用于致動(dòng)器的裝置包括：支架，所述支架具有第一側(cè)和與所述第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè)。所述第一側(cè)耦接至致動(dòng)器的第一表面。所述第二側(cè)耦接至控制器。所述裝置還包括第一傳感器，所述第一傳感器耦接至所述支架的所述第一側(cè)。當(dāng)所述支架耦接至所述致動(dòng)器的所述第一表面時(shí)，所述第一傳感器鄰近所述第一表面以測(cè)量所述致動(dòng)器的所述第一表面的特性。

在一個(gè)示例中，所述致動(dòng)器的所述第一表面的所述特性指示以下各項(xiàng)中至少一項(xiàng)的特性：所述支架和所述致動(dòng)器的耦接、控制器和所述支架的耦接、所述致動(dòng)器的軛、軛鎖緊螺母、以及所述控制器與所述致動(dòng)器之間的管道。

在一個(gè)示例中，所述支架的所述第一側(cè)限定了肋部以增加所述支架的剛性。

在一個(gè)示例中，所述第一傳感器在所述肋部中的至少兩個(gè)肋部之間耦接至所述支架，并且從所述肋部的外邊緣凹進(jìn)，以便由所述肋部中的所述至少兩個(gè)肋部、所述支架的所述第一側(cè)、以及所述致動(dòng)器的所述第一表面包圍所述第一傳感器。

在一個(gè)示例中，所述肋部中的至少一個(gè)肋部的外邊緣限定了凹槽以經(jīng)由灌封固定地接收耦接至所述第一傳感器的導(dǎo)線，所述凹槽防止所述導(dǎo)線在所述支架耦接至致動(dòng)器時(shí)受到損害。

在一個(gè)示例中，所述支架限定了孔口，所述孔口接收在所述第一傳感器與所述控制器的插孔之間延伸以操作地耦接所述第一傳感器和所述控制器的導(dǎo)線。

在一個(gè)示例中，所述第一傳感器是加速度計(jì)、聲發(fā)射傳感器、測(cè)力計(jì)、或應(yīng)變計(jì)。

在一個(gè)示例中，所述裝置還包括第二傳感器，所述第二傳感器耦接至所述支架的所述第一側(cè)并且與所述第一傳感器間隔開(kāi)，其中，由所述第二傳感器所測(cè)量的特性和由所述第一傳感器所測(cè)量的特性被進(jìn)行比較，以識(shí)別以下各項(xiàng)中的至少一項(xiàng)的特性：所述支架和所述致動(dòng)器的耦接、控制器和所述支架的耦接、所述致動(dòng)器的軛、軛鎖緊螺母、以及所述控制器與所述致動(dòng)器之間的管道。

在一個(gè)示例中，所述裝置還包括第二傳感器，所述第二傳感器耦接至所述致動(dòng)器的與所述第一表面不同的第二表面，所述第二傳感器測(cè)量所述致動(dòng)器的所述第二表面的特性。

在一個(gè)示例中，當(dāng)所述支架耦接至所述控制器和所述致動(dòng)器時(shí)，所述第一傳感器和所述第二傳感器操作地耦接至所述控制器以使得所述耦接的所述特性能夠與所述第二表面的所述特性進(jìn)行比較。

在另一個(gè)示例中，一種用于致動(dòng)器的裝置包括：支架，所述支架將控制器耦接至致動(dòng)器。所述支架具有第一端、與所述第一端相對(duì)的第二端、以及從所述第一端延伸至所述第二端的第一側(cè)。所述第一端耦接至致動(dòng)器并且所述第二端耦接至控制器。所述裝置還包括第一傳感器，所述第一傳感器在所述支架的所述第一端處耦接至所述第一側(cè)。當(dāng)所述支架耦接至所述致動(dòng)器時(shí)，所述第一傳感器測(cè)量所述第一端的特性。

在一個(gè)示例中，所述第一端的所述特性識(shí)別以下各項(xiàng)中至少一項(xiàng)的特性：所述支架和所述致動(dòng)器的耦接、所述控制器和所述支架的耦接、所述致動(dòng)器的軛、軛鎖緊螺母、以及所述控制器與所述致動(dòng)器之間的管道。

在一個(gè)示例中，所述支架的所述第一端限定了在所述第一側(cè)與和所述第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè)之間延伸的孔口，所述孔口接收緊固件以將所述支架的所述第一端耦接至所述致動(dòng)器。

在一個(gè)示例中，所述第一傳感器在鄰近所述孔口處耦接至所述支架的所述第一側(cè)。

在一個(gè)示例中，所述支架的所述第二端限定了從所述第一側(cè)延伸至與所述第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè)的孔口，所述孔口接收緊固件以在所述支架的所述第二端處將所述第二側(cè)耦接至所述控制器。

在一個(gè)示例中，所述裝置還包括第二傳感器，所述第二傳感器在所述支架的所述第二端處耦接至所述第一側(cè)，當(dāng)所述支架耦接至所述致動(dòng)器時(shí)，所述第二傳感器測(cè)量所述第二端的特性。

在一個(gè)示例中，對(duì)所述第一端的所述特性和所述第二端的所述特性的比較識(shí)別了以下各項(xiàng)中至少一項(xiàng)的特性：所述支架和所述致動(dòng)器的耦接、所述控制器和所述支架的耦接、所述致動(dòng)器的軛、軛鎖緊螺母、以及所述控制器與所述致動(dòng)器之間的管道。

在一個(gè)示例中，所述特性中的每個(gè)特性都是用于計(jì)算與所述支架相關(guān)聯(lián)的加速度頻譜密度的加速度，所述加速度頻譜密度使得能夠計(jì)算所述支架的傳遞率以確定所述支架和所述致動(dòng)器中的至少一個(gè)的特性。

在另一個(gè)示例中，一種用于致動(dòng)器的裝置包括：用于將控制器耦接至致動(dòng)器的表面的裝置；以及用于感測(cè)特性的裝置，所述用于感測(cè)的裝置耦接至所述用于耦接的裝置。當(dāng)所述用于耦接的裝置耦接至所述致動(dòng)器時(shí)，所述用于感測(cè)的裝置鄰近所述表面以測(cè)量所述用于耦接的裝置的特性。

在一個(gè)示例中，所述用于耦接的裝置包括用于使得導(dǎo)線能夠在所述用于感測(cè)的裝置與所述控制器之間延伸以操作地耦接所述用于感測(cè)的裝置和所述控制器的裝置。

本實(shí)用新型提供的具有傳感器的致動(dòng)器支架能夠?qū)χЪ芎?或致動(dòng)器進(jìn)行監(jiān)控以檢測(cè)致動(dòng)器、支架、支架與致動(dòng)器之間的耦接和/或控制器與致動(dòng)器之間的耦接的故障和/或劣化。

附圖說(shuō)明

圖1描繪了根據(jù)本文教導(dǎo)的用于將控制器耦接至致動(dòng)器的示例的支架組件。

圖2描繪了圖1中的支架組件的支架的第一側(cè)。

圖3描繪了圖2中的支架的第二側(cè)。

圖4描繪了具有傳感器和圖2-圖3中的支架的圖1中的示例的支架組件。

圖5描繪了具有兩個(gè)傳感器和圖2-圖3中的支架的圖1中的示例的支架組件。

圖6描繪了具有耦接至致動(dòng)器的傳感器的圖1中的示例的支架組件。

圖7A-7C描繪了圖1中的示例的支架組件的示例的加速度測(cè)量結(jié)果。

圖8描繪了與圖7A-圖7C中的加速度測(cè)量結(jié)果相關(guān)聯(lián)的加速度頻譜密度。

圖9描繪了與圖8中的加速度頻譜密度相關(guān)聯(lián)的累積的加速度頻譜。

這些附圖并非是按比例縮放的。相反，為了闡明多個(gè)層和區(qū)域，層的厚度可以在附圖中放大。只要有可能，將遍及附圖和所附的說(shuō)明書(shū)而使用相同的附圖標(biāo)記來(lái)指代相同的或類(lèi)似的部件。

具體實(shí)施方式

控制器可以用于控制操作閥的致動(dòng)器。例如，某些公知的控制器可以用于通過(guò)向致動(dòng)器提供控制流體來(lái)對(duì)操作地耦接至閥的流動(dòng)控制構(gòu)件的致動(dòng)器桿的位置進(jìn)行控制。為了使得控制器能夠準(zhǔn)確地向致動(dòng)器提供控制流體，某些公知的控制器經(jīng)由支架耦接至致動(dòng)器的軛。在某些實(shí)例中，致動(dòng)器的反復(fù)的移動(dòng)和/或振動(dòng)會(huì)使得支架隨著時(shí)間從致動(dòng)器和/或控制器松開(kāi)。支架與致動(dòng)器之間和/或支架與控制器之間的松弛耦接會(huì)導(dǎo)致對(duì)致動(dòng)器的不精確控制和/或?qū)χ聞?dòng)器、支架和/或控制器的結(jié)構(gòu)性損害。例如，如果支架在延長(zhǎng)的時(shí)間段內(nèi)保持松弛地耦接至致動(dòng)器，則致動(dòng)器的繼續(xù)振動(dòng)和/或移動(dòng)會(huì)導(dǎo)致支架和控制器從致動(dòng)器分離。另外或替代地，致動(dòng)器的反復(fù)移動(dòng)和/或振動(dòng)會(huì)損害致動(dòng)器的其它部件。在某些示例中，致動(dòng)器的振動(dòng)可能導(dǎo)致軛的破裂、軛鎖緊螺母的松弛和/或控制器與致動(dòng)器之間的供應(yīng)線管道的故障。

本文中所公開(kāi)的示例的支架包括用于測(cè)量致動(dòng)器的特性的傳感器和/或?qū)⒖刂破黢罱又林聞?dòng)器的支架。例如，傳感器測(cè)量支架或致動(dòng)器的特性，該特性指示支架牢固地和/或穩(wěn)固地耦接至致動(dòng)器的程度。為了準(zhǔn)確測(cè)量耦接的特性，傳感器被設(shè)置為緊鄰支架耦接至致動(dòng)器的地方。此外，由傳感器測(cè)量的特性指示致動(dòng)器軛、軛鎖緊螺母、致動(dòng)器供應(yīng)線管道和/或支架和控制器的耦接的特性。在某些示例中，支架包括第二傳感器。對(duì)由傳感器測(cè)量的特性進(jìn)行比較還實(shí)現(xiàn)了對(duì)致動(dòng)器軛、軛鎖緊螺母、致動(dòng)器供應(yīng)線管道、支架和控制器的耦接和/或支架和致動(dòng)器的耦接的特性的識(shí)別。從而，示例的支架對(duì)支架和/或致動(dòng)器進(jìn)行監(jiān)控以檢測(cè)致動(dòng)器、支架、支架與致動(dòng)器之間的耦接和/或控制器與致動(dòng)器之間的耦接的故障和/或劣化。

本文中所公開(kāi)的示例的支架組件包括具有耦接至致動(dòng)器的第一表面的第一側(cè)和耦接至控制器的第二側(cè)的支架。示例的支架組件的第一傳感器(例如，測(cè)力計(jì)、應(yīng)變計(jì)、加速度計(jì)、聲發(fā)射傳感器)耦接至支架的第一側(cè)。當(dāng)示例的支架組件的支架耦接至致動(dòng)器的第一表面時(shí)，第一傳感器鄰近第一表面以測(cè)量致動(dòng)器的耦接的特性(例如，應(yīng)力、應(yīng)變、振動(dòng)的加速度、聲發(fā)射)。例如，通過(guò)測(cè)量鄰近耦接的支架的一部分的振動(dòng)的加速度，第一傳感器識(shí)別支架是否從致動(dòng)器松開(kāi)和/或分離。

在某些示例中，示例的支架組件中的第一傳感器在由支架的第一側(cè)限定的肋部之間耦接至支架，并從肋部的外邊緣凹進(jìn)以防止第一傳感器受到損害。肋部中的至少一個(gè)肋部具有外邊緣，該外邊緣限定凹槽以接收耦接至第一傳感器的導(dǎo)線。當(dāng)支架耦接至致動(dòng)器時(shí)，凹槽防止導(dǎo)線被擠壓、被割斷和/或以其它方式受損害。從而，示例的支架裝置實(shí)質(zhì)上降低了傳感器受損害或被移出的風(fēng)險(xiǎn)。

在某些示例中，支架具有耦接至致動(dòng)器的第一端和耦接至控制器的與第一端相對(duì)的第二端。在支架的第一端處耦接第一傳感器并且在支架的第二端處耦接第二傳感器。當(dāng)控制器耦接至支架時(shí)，第二傳感器測(cè)量第二端的特性。在這樣的示例中，對(duì)由第一傳感器和第二傳感器測(cè)量到的特性進(jìn)行比較以判斷控制器是否從支架松開(kāi)和/或分離。

在某些示例中，支架組件包括用于耦接至致動(dòng)器的與第一表面不同的第二表面的另一個(gè)傳感器。另一個(gè)傳感器測(cè)量致動(dòng)器的第二表面的特性。在某些示例中，第一傳感器和另一個(gè)傳感器通信地耦接至控制器以使得能夠?qū)Ⅰ罱拥奶匦院椭聞?dòng)器的第二表面的特性進(jìn)行比較。例如，通過(guò)將耦接的特性和致動(dòng)器的第二表面的特性進(jìn)行比較，控制器可以判斷鄰近致動(dòng)器的第二表面的致動(dòng)器部件(例如，致動(dòng)器外殼的部件、隔膜板)是否是松開(kāi)的和/或分離的。

圖1示出了根據(jù)本文的教導(dǎo)的示例的支架組件100。示出的示例中的致動(dòng)器102控制經(jīng)過(guò)流體閥104的流體流動(dòng)。例如，致動(dòng)器102包括軛106、軛鎖緊螺母107、桿108、管道110、和致動(dòng)器外殼112。軛106耦接致動(dòng)器外殼112和流體閥104。管道110將控制器114(例如，定位器)操作地耦接至由致動(dòng)器外殼112限定的壓力腔。桿108操作地耦接壓力腔內(nèi)的隔膜和流體閥104的閥塞。

在操作中，控制器114測(cè)量桿108的當(dāng)前位置?；跅U108的當(dāng)前位置和期望位置，控制器114經(jīng)由管道110向壓力腔提供控制流體(例如，加壓空氣)以改變壓力腔內(nèi)的壓力。壓力的改變導(dǎo)致隔膜(以及因此致動(dòng)器102的桿108)移動(dòng)。反過(guò)來(lái)，桿108使得閥塞相對(duì)于流體閥104的閥座移動(dòng)，以增大和/或減小經(jīng)過(guò)流體閥104的流體流動(dòng)。因此，所示出的示例中的控制器114控制經(jīng)過(guò)流體閥104的流體流動(dòng)。

在示出的示例中，控制器114耦接至軛106以使得控制器114能夠精確地控制致動(dòng)器102。例如，將控制器114耦接至致動(dòng)器102使得控制器114能夠準(zhǔn)確地測(cè)量桿108的位置和/或減小控制流體在控制器114與壓力腔之間行進(jìn)的距離。如在圖1中示出的，控制器114經(jīng)由示例的支架組件100的支架116耦接至致動(dòng)器102。支架116的第一端118經(jīng)由緊固件120耦接至軛106以形成支架116和致動(dòng)器102的耦接122。所示出的示例中的控制器114耦接至支架116的與第一端118相對(duì)的第二端(例如，圖2中的第二端202)。在某些示例中，支架116的第二端202不受致動(dòng)器102支撐或從致動(dòng)器102釋放。換句話說(shuō)，支架組件100形成其中第一端118固定至軛106并且第二端202是無(wú)支撐的端的懸臂。

圖2描繪了支架116的第一側(cè)204。如在圖2中示出的，支架116包括第一端118和與第一端118相對(duì)的第二端202。支架116的第一端118限定了孔口206，并且支架116的第二端202限定了孔口208。支架116的孔口206、208在支架116的第一側(cè)204與相對(duì)的第二側(cè)(例如，圖3中的第二側(cè)302)之間延伸。

在示出的示例中，支架116的第一端118處的第一側(cè)204耦接至軛106的表面(圖1)以將支架116牢固地固定、耦接和/或緊固至致動(dòng)器102(圖1)。為了將支架116耦接至致動(dòng)器102，所示出的示例的第一端118處的孔口206將與軛106的相對(duì)應(yīng)的孔口或孔對(duì)準(zhǔn)。緊固件120(圖1)將延伸穿過(guò)支架116的相對(duì)應(yīng)的孔口206并且被軛106的孔口或孔接收。在某些示例中，緊固件120是帶有螺紋的并且被軛106的相對(duì)應(yīng)的帶螺紋的孔口或孔接收。為了確保支架116被穩(wěn)固地固定、耦接和/或緊固至致動(dòng)器102，帶螺紋的緊固件120進(jìn)行旋轉(zhuǎn)直到支架116和致動(dòng)器120的耦接122(圖1)是牢固的。

如在圖2中示出的，支架116的第一側(cè)204限定肋部210以增大支架116的剛性。在示出的示例中，肋部210中的每個(gè)肋部的外邊緣212形成支架116的第一側(cè)204的外表面214。第一側(cè)204的凹陷表面216在朝著第二側(cè)302的方向上與外表面214間隔開(kāi)。如在圖2中示出的，肋部210相交(intersect)以形成網(wǎng)狀圖案以使得肋部210和凹陷表面216限定腔218。在某些示例中，肋部210形成相對(duì)應(yīng)的腔218的多邊形輪廓。例如，圖2中的腔218中的某些腔具有三角形的形狀或輪廓。

所示出的示例中的支架組件100包括耦接至支架116的第一側(cè)204的傳感器220。如在圖2中示出的，傳感器220固定至鄰近支架116的第一端118的腔222(例如，腔218中的一個(gè)腔)內(nèi)的凹陷表面216。傳感器220經(jīng)由例如粘合劑、灌封材料和/或機(jī)械緊固件耦接至凹陷表面216。在示出的示例中，傳感器220設(shè)置在腔222內(nèi)以防止傳感器220遭受損害和/或被其它物體(例如，致動(dòng)器102)移出。傳感器220固定在孔口206之間以使得傳感器220能夠測(cè)量支架116和致動(dòng)器102的耦接122的特性。

如在圖2中示出的，傳感器220耦接至電纜或?qū)Ь€226的第一端224，該電纜或?qū)Ь€226通信地耦接傳感器220和控制器114(圖1)。導(dǎo)線226使得傳感器220能夠?qū)⒅Ъ?16的第一端118的所測(cè)量的特性傳輸至控制器114。在某些示例中，導(dǎo)線226包括電絕緣涂層或護(hù)套以防止導(dǎo)線226與支架116和/或任何其它物體短路。在示出的示例中，導(dǎo)線226的與第一端224相對(duì)的第二端228延伸穿過(guò)由支架116限定的開(kāi)口230。開(kāi)口230使得導(dǎo)線226的第二端228能夠耦接至控制器114。如在圖2中示出的，開(kāi)口230在支架116的第一側(cè)204的凹陷表面216與第二側(cè)302之間延伸。

在示出的示例中，由第一側(cè)204限定的肋部210中的至少一個(gè)肋部被設(shè)置在傳感器220與開(kāi)口230之間。如在圖2中示出的，設(shè)置在傳感器220與開(kāi)口230之間的肋部210中的每個(gè)肋部都限定了接收導(dǎo)線226的凹槽232。例如，導(dǎo)線226經(jīng)由灌封材料、粘合劑和/或機(jī)械緊固件而被凹槽232固定地接收。在其它示例中，肋部210限定了與肋部210的外邊緣212間隔開(kāi)的孔口，導(dǎo)線226通過(guò)該孔口從傳感器220延伸至開(kāi)口。

在某些示例中，凹槽232使得導(dǎo)線226能夠從肋部210的外邊緣212凹進(jìn)。因此，凹槽232實(shí)質(zhì)上降低了導(dǎo)線226被致動(dòng)器102和/或任何其它物體損害的風(fēng)險(xiǎn)。例如，當(dāng)支架116耦接至致動(dòng)器102時(shí)，凹槽232防止導(dǎo)線226被擠壓、被割斷和/或以其它方式受損害。

圖3示出了支架116的與圖2中示出的第一側(cè)204相對(duì)的第二側(cè)302。在示出的示例中的第二端202處限定的孔口208使得控制器114(圖1)能夠在支架116的第二端202處耦接至第二側(cè)302。第二端202處的孔口208與控制器114的相對(duì)應(yīng)的孔口或孔對(duì)準(zhǔn)。為了將控制器114牢固地和/或穩(wěn)固地耦接至支架116，緊固件(例如，圖4中的緊固件402)延伸穿過(guò)支架116的相對(duì)應(yīng)的孔口208并且被控制器114的相對(duì)應(yīng)的孔口或孔接收。在某些示例中，緊固件402是帶有螺紋的并且被控制器114的相對(duì)應(yīng)的帶螺紋的孔口或孔接收。

圖4描繪了耦接至控制器114的示例的支架組件100。在示出的示例中，控制器114經(jīng)由延伸穿過(guò)支架116的孔口208(圖2)的緊固件402(例如，帶螺紋的緊固件)耦接至支架116的第二側(cè)302。因此，如在圖4中示出的，控制器114在支架116的第二端202處耦接至第二側(cè)302。

在示出的示例中，傳感器220在支架116的第一端118處耦接至第一側(cè)204并且經(jīng)由導(dǎo)線226通信地耦接至控制器114。導(dǎo)線226的第一端224耦接至傳感器220，并且導(dǎo)線226的第二端228經(jīng)由控制器114的端子或插孔404而耦接至控制器114。如在圖4中示出的，導(dǎo)線226的第二端228延伸穿過(guò)支架116的開(kāi)口230并且被鄰近開(kāi)口230的插孔404接收。在某些示例中，開(kāi)口230由支架116限定，以使得當(dāng)控制器114耦接至支架116時(shí)開(kāi)口230與插孔404對(duì)準(zhǔn)。

如在圖4中示出的，傳感器220被設(shè)置在使得支架116能夠耦接至致動(dòng)器102(圖1)的孔口206之間的腔222中。當(dāng)示出的示例中的支架116耦接至致動(dòng)器102的表面時(shí)，傳感器220被凹陷表面216、鄰近的肋部210、以及致動(dòng)器102的表面包圍。因此，當(dāng)支架116耦接至致動(dòng)器102時(shí)，防止傳感器220被致動(dòng)器102和/或任何其它物體移出和/或損害。

所示出的示例中的傳感器220測(cè)量支架116的緊鄰支架116和致動(dòng)器102的耦接122(圖1)的一部分406的特性。因?yàn)椴糠?06緊鄰耦接122，因此傳感器220測(cè)量到的部分406的特性基本上類(lèi)似于耦接122的特性(例如，與耦接122的特性相同)。因此，當(dāng)傳感器220耦接至支架116的第一端118時(shí)，傳感器220能夠準(zhǔn)確地測(cè)量耦接122的特性。因此，傳感器220能夠準(zhǔn)確地測(cè)量指示支架116和致動(dòng)器102的耦接122是否牢固和/或穩(wěn)固的特性(例如，力、應(yīng)變、加速度、聲發(fā)射)。否則，如果傳感器220實(shí)質(zhì)上與耦接122分隔開(kāi)，則傳感器220的測(cè)量結(jié)果可能不能準(zhǔn)確地反映耦接122的特性。在某些示例中，傳感器220測(cè)量到的特性還指示致動(dòng)器102的軛106是否破裂、軛鎖緊螺母107是否松弛、管道110是否發(fā)生故障和/或控制器114是否牢固地耦接至支架116。

所示出的示例中的傳感器220是加速度計(jì)。在某些示例中，傳感器220是單軸加速度計(jì)或三軸加速度計(jì)。單軸加速度計(jì)測(cè)量物體(例如，支架116的第一端118)在一個(gè)方向上的適當(dāng)?shù)募铀俣?例如，重力(g-force))，并且三軸加速度計(jì)測(cè)量物體在三個(gè)垂直方向上的適當(dāng)?shù)募铀俣?。例如，加速度?jì)用于測(cè)量機(jī)械裝置(例如，致動(dòng)器102)的振動(dòng)的加速度。所測(cè)量到的振動(dòng)的加速度用于計(jì)算加速度頻譜密度以檢測(cè)旋轉(zhuǎn)的機(jī)械裝置的劣化和/或故障起始(initiation)。加速度頻譜密度是在振動(dòng)頻率帶寬下振動(dòng)的平均幅度的平方的計(jì)算結(jié)果(例如，在頻率帶寬上信號(hào)的均方根g水平(g-level)的平方(grms²/Hz))。

在示出的示例中，加速度頻譜密度是基于由支架116的第一端118處的部分406的傳感器220所測(cè)量到的振動(dòng)的加速度來(lái)計(jì)算的。因?yàn)椴糠?06緊鄰耦接122，因此控制器114對(duì)所計(jì)算的加速度頻譜密度進(jìn)行分析(例如，經(jīng)由傅里葉變換分析、倒頻譜分析、偏度和峰度分析、相位和模態(tài)分析等)以確定支架116是否牢固地和/或穩(wěn)固地固定、緊固和/或耦接至致動(dòng)器102。例如，當(dāng)將支架116的第一端118耦接至軛106(圖1)的緊固件120(圖1)松弛時(shí)，控制器114識(shí)別所計(jì)算的加速度頻譜密度中的諧振頻率的偏移(例如，正偏移或負(fù)偏移)和/或頻率幅度的改變(例如，抑制或放大)(其指示松弛的耦接)。在某些示例中，所計(jì)算的加速度頻譜密度中的諧振頻率的偏移和/或頻率幅度的改變指示軛106破裂、軛鎖緊螺母107松弛、管道110發(fā)生故障和/或控制器114從支架116分離。

盡管所示出的示例中的傳感器220是加速度計(jì)，但是可以使用其它類(lèi)型的傳感器來(lái)識(shí)別支架116和/或致動(dòng)器102的特性。在某些示例中，傳感器220是測(cè)量給予支架116的部分406的力的測(cè)力計(jì)。在某些示例中，傳感器220是測(cè)量支架116的部分406的應(yīng)變的應(yīng)變計(jì)。在某些示例中，傳感器220是測(cè)量支架116的第一端118的聲發(fā)射以判斷支架116和/或致動(dòng)器102是否在物理上發(fā)生變化的聲發(fā)射傳感器。例如，聲發(fā)射傳感器可以識(shí)別支架116是否已經(jīng)以危害支架116和致動(dòng)器102的耦接122的這樣的方式在物理上發(fā)生變化(例如，已經(jīng)沿著孔口206中的一個(gè)孔口形成破裂)。

圖5描繪了包括耦接至支架116的第一端118的傳感器220和耦接至第二端202的傳感器502的示例的支架組件100。如在圖5中示出的，控制器114在支架116的第二端202處經(jīng)由緊固件402耦接至第二端302，并且傳感器220在支架116的第一端118處耦接至第一側(cè)204。導(dǎo)線226耦接至傳感器220并且被控制器114的插孔404接收以通信地耦接傳感器220和控制器114。

在示出的示例中，傳感器502在支架116的第二端202處耦接至第一側(cè)204的凹陷表面216。傳感器502被設(shè)置在支架116的第二端202處的腔504內(nèi)(例如，腔218中的一個(gè)腔)以防止傳感器502遭受損害和/或移出。傳感器502經(jīng)由例如粘合劑、灌封材料和/或機(jī)械緊固件耦接至支架116。

如在圖5中示出的，傳感器502經(jīng)由電線或?qū)Ь€506通信地耦接至控制器114。導(dǎo)線506的第一端508耦接至傳感器502。導(dǎo)線506的與第一端508相對(duì)的第二端510延伸穿過(guò)支架116的開(kāi)口230并且被控制器114的插孔512接收。如在圖5中示出的，被設(shè)置在傳感器502與開(kāi)口230之間的肋部210中的每個(gè)肋部限定了凹槽232中的一個(gè)凹槽，這些凹槽232實(shí)質(zhì)上降低了導(dǎo)線506被擠壓、被割斷和/或以其它方式受損害的風(fēng)險(xiǎn)。

為了使得傳感器502的測(cè)量結(jié)果能夠與傳感器220的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較，圖5中的所示出的示例中的傳感器220、502中的每個(gè)傳感器都是加速度計(jì)。例如，傳感器220測(cè)量支架116的第一端118處的加速度，并且傳感器502測(cè)量相對(duì)的第二端202處的加速度?；谒鶞y(cè)量到的加速度，控制器114計(jì)算與支架116相關(guān)聯(lián)的加速度頻譜密度。在其它示例中，傳感器220、502兩者都是測(cè)力計(jì)、應(yīng)變計(jì)、聲發(fā)射傳感器、或使得傳感器502的測(cè)量結(jié)果能夠與傳感器220的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較的另一種類(lèi)型的傳感器。

因?yàn)樗境龅氖纠械闹Ъ?16僅僅在第一端118處耦接至致動(dòng)器102，因此支架116的第二端202是無(wú)支撐的。因此，支架116的振動(dòng)能量是跨支架116(例如，從第一端118至第二端202)傳遞的。在某些示例中，根據(jù)傳感器220、502的加速度測(cè)量結(jié)果計(jì)算的加速度頻譜密度指示支架116的振動(dòng)能量特性。例如，控制器114對(duì)加速度頻譜密度進(jìn)行分析(例如，經(jīng)由傅里葉變換分析、倒頻譜分析、偏度和峰度分析、相位和模態(tài)分析等)以計(jì)算或確定支架116的傳遞率，該傳遞率表示通過(guò)支架116傳遞的振動(dòng)能量的比率。因此，為了確定支架116的傳遞率，當(dāng)控制器114牢固地耦接至第二端202并且第一端118牢固地耦接至致動(dòng)器102時(shí)，將傳感器502、220的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較。

如在圖5中示出的，傳感器502在孔口208之間耦接至支架116以使得傳感器502能夠測(cè)量支架116的第二端202的一部分514的特性。因?yàn)橹Ъ?16的部分514緊鄰支架116和控制器114的耦接516，因此部分514的特性基本上類(lèi)似于耦接516的特性(例如，與耦接516的特性相同)。此外，第一傳感器220測(cè)量支架116的第一端118的部分406的特性。在某些示例中，對(duì)傳感器220、502的所測(cè)量的特性進(jìn)行比較識(shí)別致動(dòng)器102、支架116、支架116和致動(dòng)器102的耦接122和/或控制器114和支架116的耦接516的劣化和/或損害。

例如，所示出的示例中的傳感器220、502使得控制器114能夠判斷控制器114是否牢固地和/或穩(wěn)固地固定、緊固和/或耦接至支架116的第二端202。如果對(duì)傳感器220、502的測(cè)量結(jié)果的比較與支架116的傳遞率相對(duì)應(yīng)，則控制器114確定控制器114牢固地和/或穩(wěn)固地耦接至支架116。相反，如果對(duì)傳感器220、502的測(cè)量結(jié)果的比較確定諧振頻率的偏移和/或頻率幅度的改變(其指示了松弛的耦接)，則控制器114確定控制器114是不牢固的和/或松弛地耦接至支架116。因此，支架組件100的傳感器220、502使得控制器能夠判斷控制器114是否穩(wěn)固地耦接至支架116。

在某些示例中，由對(duì)傳感器220、502的測(cè)量到的特性的比較所確定的諧振頻率的偏移和/或頻率幅度的改變還指示軛106破裂、軛鎖緊螺母107松弛、管道110發(fā)生故障和/或支架116與致動(dòng)器102之間的耦接122松弛。例如，諧振頻率偏移和/或頻率幅度改變第一預(yù)定值指示控制器114和支架116的耦接516松弛，并且諧振頻率偏移和/或頻率幅度改變第二預(yù)定值(其與第一預(yù)定值不同)指示軛106破裂。

圖6描繪了耦接至致動(dòng)器102的軛106的示例的支架組件100。在示出的示例中，支架組件100包括支架116、耦接至支架116的第一端118的傳感器220(圖2)、以及耦接至致動(dòng)器102的傳感器602。在示出的示例中，傳感器602耦接至致動(dòng)器外殼112的下部部分606的表面604。導(dǎo)線608耦接在傳感器602與控制器114之間(例如，經(jīng)由圖5中的插孔512)以通信地耦接傳感器602和控制器114。

示出的示例中的傳感器220、602中的每個(gè)傳感器都是通信地耦接至控制器114的加速度計(jì)。因此，控制器114能夠通過(guò)將在致動(dòng)器外殼112的表面604處測(cè)量到的加速度與在支架116和軛106的耦接122處測(cè)量到的加速度進(jìn)行比較，來(lái)計(jì)算加速度頻譜密度。在其它示例中，傳感器220、602兩者都是測(cè)力計(jì)、應(yīng)變計(jì)、聲發(fā)射傳感器、或另一種類(lèi)型的傳感器以使得傳感器220、602的測(cè)量結(jié)果能夠由控制器114來(lái)進(jìn)行比較。

在示出的示例中，傳感器220、602使得控制器114能夠判斷致動(dòng)器外殼112的部件(例如，下部部分606或致動(dòng)器外殼112的相對(duì)的上部部分610)和/或靠近致動(dòng)器外殼112的表面604的另一個(gè)部件(例如，設(shè)置在致動(dòng)器外殼112的腔內(nèi)的隔膜)是否是不牢固的和/或松弛地固定的。例如，將傳感器220的測(cè)量結(jié)果與傳感器602的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較。如果存在偏離傳感器220、602的指示致動(dòng)器外殼112未受損害的測(cè)量結(jié)果的、諧振頻率的偏移(例如，正偏移或負(fù)偏移)和/或頻率幅度的改變(例如，抑制或放大)，則傳感器220、602識(shí)別致動(dòng)器外殼112的部件的劣化和/或分離。在某些示例中，所計(jì)算的加速度頻譜密度指示諧振頻率的偏移和/或頻率幅度的改變?yōu)轭A(yù)定值，該預(yù)定值與耦接致動(dòng)器外殼112的下部部分606和上部部分610的螺栓612的松弛相關(guān)聯(lián)。在這種示例中，通信地耦接至傳感器220、602的控制器114確定螺栓612已經(jīng)從致動(dòng)器外殼112的下部部分606和/或上部部分610松開(kāi)。因此，支架組件100中的傳感器220、602使得控制器114能夠判斷致動(dòng)器102的部件是否牢固地緊固。

圖7A-圖7C描繪了圖1中的支架組件100的示例的加速度測(cè)量結(jié)果。圖7A用實(shí)線描繪了加速度測(cè)量結(jié)果702，圖7B用虛線描繪了加速度測(cè)量結(jié)果704，并且圖7C用點(diǎn)線描繪了加速度測(cè)量結(jié)果706。在示出的示例中，加速度測(cè)量結(jié)果702、704、706由一段時(shí)間(例如，2秒)上的重力(G)加速度來(lái)表示。在某些示例中，從設(shè)置在支架116的第一端118處的傳感器220(圖2)和設(shè)置在支架116的第二端202處的傳感器502(圖5)獲得加速度測(cè)量結(jié)果702、704、706。

在示出的示例中，圖7A中的加速度測(cè)量結(jié)果702與第一時(shí)間段相關(guān)聯(lián)，圖7B中的加速度測(cè)量結(jié)果704與隨后的第二時(shí)間段相關(guān)聯(lián)，并且圖7C中的加速度測(cè)量結(jié)果706與隨后的第三時(shí)間段相關(guān)聯(lián)。例如，圖7A中的加速度測(cè)量結(jié)果702是在第一天期間獲得的，圖7B中的加速度測(cè)量結(jié)果704是在隨后的第二天期間獲得的，并且圖7C中的加速度測(cè)量結(jié)果706是在隨后的第三天期間獲得的。

圖8描繪了基于圖7A-7C中的相對(duì)應(yīng)的加速度測(cè)量結(jié)果702、704、706來(lái)計(jì)算的加速度頻譜密度802、804、806。在圖8中示出了在頻率范圍(例如，0-40Hz)上的支架116的加速度頻譜密度802、804、806。在示出的示例中，用實(shí)線表示與第一時(shí)間段相關(guān)聯(lián)的加速度頻譜密度802，用虛線表示與第二時(shí)間段相關(guān)聯(lián)的加速度頻譜密度804，并且用點(diǎn)線表示與第三時(shí)間段相關(guān)聯(lián)的加速度頻譜密度806。

如在圖8中示出的，加速度頻譜密度802、804、806指示支架116的相對(duì)應(yīng)的諧振頻率808、810、812。諧振頻率808與第一時(shí)間段相關(guān)聯(lián)，諧振頻率810與第二時(shí)間段相關(guān)聯(lián)，并且諧振頻率812與第三時(shí)間段相關(guān)聯(lián)。

在示出的示例中，支架116的諧振頻率808、810、812指示支架116的結(jié)構(gòu)剛性從第一時(shí)間段至第三時(shí)間段減小(例如，支架116的破裂生長(zhǎng)、支架116與致動(dòng)器102之間的耦接122的松弛)。在示出的示例中，通過(guò)諧振頻率808、810、812隨著時(shí)間的負(fù)偏移來(lái)識(shí)別結(jié)構(gòu)剛性的減小。例如，支架116的諧振頻率從第一時(shí)間段期間的30Hz(例如，諧振頻率808)減小至第二時(shí)間段期間的28.5Hz(例如，諧振頻率810)至第三時(shí)間段期間的22.5Hz(例如，諧振頻率812)。此外，所示出的示例的諧振頻率808、810、812包括對(duì)結(jié)構(gòu)剛性的減小的額外的和/或替代的指示。例如，相對(duì)應(yīng)的諧振頻率808、810、812的幅度隨著時(shí)間的減小和相對(duì)應(yīng)的諧振頻率808、810、812的峰度的增大(例如，通過(guò)諧振頻率808、810、812的峰值的拓寬(widening)來(lái)表示)表示振動(dòng)能量隨著時(shí)間的增加并且因此指示支架116的結(jié)構(gòu)剛性隨著時(shí)間的減小。

圖9描繪了與圖8中的加速度頻譜密度802、804、806相關(guān)聯(lián)的累積加速度頻譜902、904、906。在圖9中示出了在頻率范圍(例如，0-40Hz)上的累積加速度頻譜902、904、906，直到累積加速度頻譜902、904、906中的每個(gè)累積加速度頻譜都基本上等于1.0的值。在示出的示例中，用實(shí)線表示與第一時(shí)間段相關(guān)聯(lián)的累積加速度頻譜902，用虛線表示與第二時(shí)間段相關(guān)聯(lián)的加速度頻譜密度904，并且用點(diǎn)線表示與第三時(shí)間段相關(guān)聯(lián)的加速度頻譜密度906。在示出的示例中，在較低頻率下達(dá)到1.0的累積加速度頻譜的曲線指示減小的結(jié)構(gòu)剛性(例如，由于破裂生長(zhǎng)、分離等)。從而，累計(jì)加速度頻譜902、904、906指示支架116的結(jié)構(gòu)剛性在第一時(shí)間段與第三時(shí)間段之間減小。

盡管在本文中已經(jīng)描述了某些示例的裝置，但本申請(qǐng)的覆蓋范圍不限于此。相反，本申請(qǐng)覆蓋了在字面上或在等同原則下很大程度地落入所修改的權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有方法、裝置和制品。