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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——自治無線嵌入式傳感器——的對比。對*嵌入式自治檢測元件的復(fù)雜系統(tǒng)目標(biāo)的選項(xiàng)分析可以分為十個不同方面，包括實(shí)現(xiàn)高重復(fù)度的測量、精確評估采集到的數(shù)據(jù)、適當(dāng)?shù)奈臋n記錄和可追溯性等，下面將對各方面進(jìn)行說明并探討可用方法與理想方法。

　　精確且可重復(fù)的測量

　　現(xiàn)有手持式振動探頭在實(shí)現(xiàn)方法上具備一些優(yōu)勢，包括不需要對終端設(shè)備做任何修改，而且其集成度相對較高，尺寸較大，可提供充足的處理能力和存儲空間。然而，它的一個主要局限是測量結(jié)果不可重復(fù)。探頭位置或角度稍有改變，就會產(chǎn)生不*的振動剖面，從而難以進(jìn)行精確的時間比較。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，從而消除測量位置偏移問題，并且可以*靈活地安排測量時間。

　　測量的頻率和時間安排

　　在高價值設(shè)備的生產(chǎn)設(shè)施中，例如制造敏感電子器件時，過程監(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明顯的局限是無法實(shí)時指出有問題的振動偏移。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)，因此可能會錯過一些事件和振動偏移。自治傳感器處理系統(tǒng)則不然，它內(nèi)置傳感器、分析、存儲和報警功能，同時仍然小到足以嵌入設(shè)備中，能夠在*時間告知振動偏移，并且地顯示基于時間的狀態(tài)趨勢。

　　上述嵌入式傳感器發(fā)出實(shí)時通知的構(gòu)想，只有采用頻域分析才能實(shí)現(xiàn)。通常，任何設(shè)備都有多種振動源，如軸承缺陷、不平衡和齒輪嚙合等，此外還有設(shè)計帶來的振動源，例如鉆孔機(jī)或壓制機(jī)在正常工作過程中產(chǎn)生的振動?；跁r間的分析會產(chǎn)生一個綜合所有這些振動源的復(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計算和分析。這不僅使得實(shí)時通知毫無可能，而且將大部分額外設(shè)計工作推給了設(shè)備開發(fā)商。但是，如果傳感器內(nèi)嵌FFT分析功能，梅特勒托利多就能即時確定振動偏移的具體來源。這樣一種*集成的傳感器元件還能縮短設(shè)備開發(fā)商6到12個月的開發(fā)時間，因?yàn)樗δ芡陚?、簡單有效、自治工作?/span>

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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基線設(shè)備響應(yīng)的了解。利用簡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)志一起離線存儲在特定設(shè)備和探頭位置上。更好且更不易出錯的方法是將基線FFT存儲在傳感器頭部，這樣數(shù)據(jù)永遠(yuǎn)不會誤放?；€數(shù)據(jù)還有助于確定報警電平，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，如果檢測到警告或故障條件，可以產(chǎn)生實(shí)時中斷。

　　數(shù)據(jù)可追溯性和文檔記錄

　　在工廠環(huán)境中，一個適用的振動分析程序可能要監(jiān)控數(shù)十甚至數(shù)百個位置，無論是通過手持式探頭還是通過嵌入式傳感器。在一臺設(shè)備的整個壽命周期中，可能需要獲得成千上萬條記錄。預(yù)見性維護(hù)程序的完整性取決于傳感器采集點(diǎn)的位置和時間的適當(dāng)映射。為將風(fēng)險降至低，以及獲得較有價值的數(shù)據(jù)，梅特勒托利多傳感器應(yīng)具有的序列號和嵌入式存儲器，并且能夠給數(shù)據(jù)添加時間戳。

　　可靠性

上文重點(diǎn)討論了現(xiàn)有針對過程控制和預(yù)見性維護(hù)相關(guān)的傳感器振動監(jiān)控方法的改善之道。就容錯和監(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），我們對傳感器持續(xù)正常工作能有多大信心呢？對于許多現(xiàn)有傳感器，如壓電傳感器等，這種情況確實(shí)會造成嚴(yán)重的限制，因?yàn)樗鼈儫o法提供任何系統(tǒng)內(nèi)自測功能。隨著時間的推移，必然會對所記錄數(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)時故障通知在時間、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。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)字自測能力就此*了可靠振動監(jiān)控系統(tǒng)的后空白。

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