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关于振动检测技术,这里有一份解决方案手册!

基于状态的监控(CbM)涉及使用传感器来测量当前的健康状态,以监测机器或资产。预测性维护(PdM)涉及使用CbM、机器学习和分析等的技术组合来预测即将发生的机器或资产故障。在监测机器的健康状况时,需选择最合适的传感器,以确保能够检测、诊断甚至预测故障,这点至关重要。

为帮助工程师更好地选用产品、熟悉开发平台并完成相关设计,ADI特别推出《探索针对CBM应用的振动检测技术》解决方案手册,包含技术文章、产品速递、培训信息等合计19条内容。

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  • 选择最合适的预测性维护传感器

    有些传感器能够比其他传感器更早地检测某些故障,例如轴承损坏,如下表所示。在本技术文章中,我们将讨论常用于尽可能提早检测故障的传感器,一般是加速度计和麦克风。表1显示传感器规格列表,以及它们可以检测到的一些故障。大多数PdM系统只使用其中一些传感器,因此必须确保除了使用合适的传感器来检测这些潜在的关键故障之外,还要深入了解这些故障。

    MEMS超声波麦克风分析让我们能够在噪声增大的情况下监测复杂资产中的电机的健康状况,这是因为它能听到非音频频谱 (20 kHz至100 kHz)内的声音,在这个频谱下,噪声要少得多。低频声音信号的波长一般约在1.7厘米到17米之间。高频信号的波长约在0.3厘米到1.6厘米之间。当波长的频率增加时,能量相应增加,使得超声波更具方向性。在试图找出轴承或外壳中的故障时,这非常有用。

    加速度计是最常用的振动传感器,振动分析是最常用的PdM技术,主要用于涡轮机、泵、电机和齿轮箱等大型旋转设备中。表3和表4显示在选择高性能MEMS振动和声学传感器,以及典型压电振动传感器时需要考虑的一些关键规格。每一列中的数据代表该类别的最小/最大差异值,与相邻列无关。

    ADI公司率先推出了支持PdM的MEMS加速度计系列(20 kHz+带宽、25 μg/√Hz噪声密度),且仍是少数能够提供如此高性能的MEMS加速度计的提供商之一。ADI公司继续在传感器、信号链解决方案、机械模块、平台、机器学习算法、人工智能软件平台和整体系统解决方案等领域处于领先地位,支持在挑战性环境中对工业旋转机器实施预测性维护。

  • 采用单对以太网的新型连接解决方案

    从智能传感器到更高级别管理系统的连接一直是状态监控应用的主要挑战之一,截至目前,状态监控应用一直使用有线或无线连接解决方案,具体由终端应用要求决定。无线连接解决方案在部署方面存在优势,但带宽和/或电池寿命通常受到限制。有线连接解决方案有时受到数据带宽限制,而且在恶劣的工业环境下并非总能支持长距离传输,常常需要采用单独的电源线,

    基于100BASE-TX/10BASE-T的现有工业以太网解决方案通过带PoE的Cat-5或Cat-6e电缆提供高达100Mb的高数据带宽和功率,但覆盖距离限于100m,且不支持危险区域使用场景,因为这些是高功率解决方案。状态监控应用需要支持可能在远程的传感器,这些传感器需要稳健的远程通信:由于要部署在恶劣的工业环境中,传感器节点须位于一个空间和功率受限的IP66/IP67外壳中。这些受限的传感器节点应用需要采用一种低功耗、高数据带宽的通信解决方案,通过一根低成本、易于安装的电缆(具有小型电缆接头)将电能和数据传输到传感器节点。

    10BASE-T1L是在2019年11月7日由IEEE批准的新以太网物理层标准(IEEE 802.3cg-2019)。这将通过与现场级器件的无缝以太网连接显著提高工厂运营效率,变革自动化行业。

    • 10BASE-T1L是一种功耗极低的物理层技术,可以采用高数据带宽连接解决方案实现极低功耗的智能传感器部署。

    • 通过10BASE-T1L连接的智能传感器可通过网络访问,并可随时随地远程更新。随着传感器越来越复杂,软件更新的可能性更大。现在,通过快速以太网连接,更新可在合理时段内完成。

    • 访问高级以太网网络诊断工具简化根本原因分析。

    • 通过单条长达或超过1千米的双绞线(在单条双绞线上同时传输功率和数据),提高智能传感器安装的灵活性。

    • 现在,通过现场资产上运行的网络服务器,我们可以远程获 取资产运行状况信息,维护人员无需四处走动来监控资产运行状况,有助于大幅节省成本。