眾所周知,，任何機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)都會產(chǎn)生振動,，有些振動代表運(yùn)行正常，而有些振動則表示故障的初始信號,。在預(yù)測維護(hù)領(lǐng)域,，檢測振動特征是診斷過程的關(guān)鍵因素，通過振動檢測可以確定并緩解問題,，以免發(fā)生更嚴(yán)重的事件,。美國菲力爾通過感應(yīng)、放大和測量細(xì)微運(yùn)動,，使用戶可以看到工廠資產(chǎn)（例如機(jī)器）上的振動特征,，保障機(jī)器的正常運(yùn)行。
傳統(tǒng)檢測費(fèi)時(shí)費(fèi)力,，停機(jī)成本高昂
傳統(tǒng)檢測機(jī)器震動的方法是在機(jī)器上部署有線傳感器（例如接觸式加速計(jì)）監(jiān)視出現(xiàn)的振動,。在從傳感器獲取數(shù)據(jù)后，對該數(shù)據(jù)進(jìn)行工作振型分析,，以呈現(xiàn)機(jī)器運(yùn)動的動畫模型,，從而使振動模式可視化。
但是據(jù)RDI Technologies（美國田納西州諾克斯維爾）的創(chuàng)始人和CEOJeff Hay博士稱,，該技術(shù)不僅需要花時(shí)間從多個(gè)點(diǎn)處采集測量數(shù)據(jù),，而且還需要能接觸機(jī)器。在機(jī)器不便接觸或根本接觸不到時(shí)（機(jī)器前方有重重障礙或玻璃）,，該技術(shù)往往沒有使用的可能性,。另外，傳統(tǒng)的接觸式測量在安裝加速計(jì)時(shí)經(jīng)常需要機(jī)器停止運(yùn)行,，致使產(chǎn)生因停工而帶來的高昂成本,。
為此，RDI Technologies的工程師開發(fā)出了一款名為Iris M的革命性非接觸式視頻處理系統(tǒng),，該系統(tǒng)使用FLIR機(jī)器視覺相機(jī)感應(yīng),、放大和測量機(jī)器引起的細(xì)微振動,，消除了使用早期技術(shù)本身固有的缺陷。
Iris M系統(tǒng)使用裝在Vanguard三腳架上的FLIR 2.3Mpixel Grasshoppper3相機(jī),，此相機(jī)以默認(rèn)分辨率為1920x1050,、速度為120幀/秒的規(guī)格獲取單色圖像數(shù)據(jù)。
從相機(jī)獲取的數(shù)據(jù)將通過USB 3.0接口傳輸?shù)狡桨咫娔X上,，在此使用公司專用軟件進(jìn)行分析,，使用戶可以看到工廠資產(chǎn)（例如機(jī)器）上的振動特征。
選擇FLIR機(jī)器視覺相機(jī)的原因
在Iris M系統(tǒng)中,，F(xiàn)LIR機(jī)器視覺相機(jī)相當(dāng)于數(shù)據(jù)獲取的設(shè)備,，它收集視頻圖像，然后從中提取和分析運(yùn)動,。FLIR 2.3Mpixel Grasshoppper3 GS3-U3-23S6M-C相機(jī)裝在Vanguard三腳架上,，以默認(rèn)分辨率為1920x1050、速度為120 幀/秒的規(guī)格獲取單色圖像數(shù)據(jù),。 獲取后的數(shù)據(jù)會通過防脫落電纜經(jīng)USB 3.0接口從相機(jī)傳輸?shù)紾etac F110或Microsoft Surface Book的平板電腦上,。
Iris M系統(tǒng)能夠直接從圖像點(diǎn)測量可用于量化運(yùn)動的工廠資產(chǎn)絕對位移，而非解釋該點(diǎn)測量來確定運(yùn)動種類和呈現(xiàn)的錯(cuò)誤,。
“然后電腦軟件Motion Amplification的專用視頻處理算法會使機(jī)器振動可視化,。它將逐幀分析每幅圖像的像素，確定場景中哪些部分在移動,。接下來,，它將場景中所有運(yùn)動振幅的幅度更改放大至肉眼可見的程度,，從而加強(qiáng)對引起任何振動的組件之間的理解,，”Hay 博士說道。通過使用電腦上運(yùn)行的圖形用戶界面,，用戶可以選擇圖像的某一部分進(jìn)行下一步分析,。該系統(tǒng)軟件將顯示與這些區(qū)域關(guān)聯(lián)或與時(shí)間相關(guān)的強(qiáng)度數(shù)據(jù)。然后可以使用各種數(shù)學(xué)函數(shù)（例如快速傅里葉變換,，又稱 FFT）,，將與時(shí)間相關(guān)的強(qiáng)度數(shù)據(jù)集轉(zhuǎn)換為與頻率相關(guān)的強(qiáng)度數(shù)據(jù)。隨后將向用戶呈現(xiàn)場景所選部分不同頻率的絕對未放大振幅和振動階段,。
Iris M系統(tǒng)靈敏度高,，可推廣更多行業(yè)
自從2016年第3季度發(fā)布以來，Iris M系統(tǒng)已經(jīng)改變了行業(yè)內(nèi)人士使用機(jī)器監(jiān)控觀察振動的方式,。該系統(tǒng)不僅易于使用,，還可反饋給用戶可見的、簡單明了的視頻圖像,，以便用戶更好地了解設(shè)備運(yùn)行狀況,。
據(jù)Hay博士稱,，選擇FLIR Grasshopper相機(jī)已成為該系統(tǒng)大獲成功的一個(gè)關(guān)鍵性原因。該相機(jī)具有12 位動態(tài)范圍,，可以捕獲圖像中亮光照射和黑暗區(qū)域之間像素強(qiáng)度的細(xì)微差別,，使該系統(tǒng)軟件相比于其他軟件能夠提取更詳細(xì)的變化情況。
Grasshopper相機(jī)系列將最新的CCD和CMOS技術(shù)與Point Grey的專門技術(shù)相結(jié)合,，實(shí)現(xiàn)了高性能,、高質(zhì)量的成像。
但同樣重要的是Motion Amplification算法本身,， “得益于這套獨(dú)特的算法,，Iris 在測量位移方面比傳統(tǒng)基于圖像的測量工具要大約靈敏100倍。另外,，在必要時(shí),，Iris M能夠直接從圖像點(diǎn)測量，可用于量化運(yùn)動的絕對位移,，而不必通過解釋該點(diǎn)測量來確定運(yùn)動種類和呈現(xiàn)的錯(cuò)誤,，”他說。這種技術(shù)的另一大好處就是數(shù)據(jù)反饋的速度和數(shù)據(jù)的詳細(xì)程度,。與傳統(tǒng)的接觸式測量系統(tǒng)不同,，它還可以擴(kuò)展，因?yàn)榭梢酝瑫r(shí)測量相機(jī)視野內(nèi)的所有資產(chǎn)振動,。另外,，它還使自己成為技術(shù)人員和非技術(shù)人員用戶之間良好的溝通工具，因?yàn)槿魏钨Y產(chǎn)的任何問題根源都可直接在視頻中看到,。
新系統(tǒng)已在各種實(shí)用應(yīng)用中部署,，除執(zhí)行對工業(yè)資產(chǎn)（例如機(jī)器）的狀態(tài)監(jiān)控外，Iris M系統(tǒng)也可用于分析橋梁,、建筑和相似結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)完整性,。此外，它還可以用于生物醫(yī)學(xué)監(jiān)控應(yīng)用,，以評估個(gè)體呼吸作用,。