Langaton tiedonkeruu: Käytännön opas tärinää ja dynaamista testausta varten

Käyttöönottoinsinööri kävelee turbiinikannelle kahdeksalla kiihtyvyysmittarilla, kannettavalla tietokoneella ja jolla ei ole mahdollisuutta vetää kaapeleita laakeripesistä valvomoon ylittämättä kävelytietä. Tällä hetkellä langaton tiedonkeruu lakkaa olemasta mukavuutta ja siitä tulee ainoa käytännöllinen vaihtoehto. Mutta ilmaus "langaton tiedonkeruu" kuvaa kahta hyvin erilaista järjestelmäarkkitehtuuria, ja väärän valitseminen tärinä- tai kohinatestaukseen voi maksaa vaiheen tarkkuuden, kanavien lukumäärän ja viikkojen vianmäärityksen. Lyhyt versio: useimmissa mekaanisissa mittauksissa langaton kuuluu hankintaetuosan ja isäntätietokoneen väliin, ei anturin ja digitoijan väliin.

Mitä "Wireless Data Acquisition" oikeastaan kattaa

Kun toimittajat käyttävät termiä, he tarkoittavat yleensä yhtä kahdesta asettelusta.

Autonomiset langattomat anturisolmut

Jokainen solmu on itsenäinen mittauspiste: anturitulo, pienitehoinen analogia-digitaalimuunnin, akku ja radio. Nämä solmut kommunikoivat suoraan yhdyskäytävän kanssa, joka välittää tietoja ohjelmistoon. Ne sopivat hyvin laajalle hajautetuille pisteille, joissa näytetaajuudet pysyvät alhaisina etkä tarvitse kanavien välistä vaihesovitusta eri solmujen välillä.

Verkotettu hankinta-etuosa langattomalla siirrolla

Toinen arkkitehtuuri pitää digitoijan lähellä antureita, mutta korvaa lopullisen kaapelin radiolinkillä. Mittauspaikassa on monikanavainen dynaaminen signaalianalysaattori, joka muodostaa yhteyden isäntätietokoneeseen Wi-Fi:n, matkapuhelinmodeemin tai yksityisen radiosillan kautta. Anturit on edelleen kaapeloitu, mutta pitkät, hauraat paluut valvomoon ovat poissa.

Tällä erottelulla on merkitystä, koska se päättää, kuinka paljon kustakin mittausmääritteestä säilytät. Akkukäyttöinen solmu, joka ottaa näytteitä muutaman kilon näytteen sekunnissa, on hyödyllinen rutiinitilanteen seulonnassa. Se ei ole työkalu 16-kanavaiseen modaalitestiin, joka tarvitsee 20 kHz:n analyysikaistanleveyden. Ennen kuin arvioit minkä tahansa toimittajan, selvitä, mikä arkkitehtuuri vastaa testiobjektia ja signaalityyppiä.

Viisi asiaa, jotka on tarkistettava ennen valintaa

Langattomat toteutukset epäonnistuvat ennustettavilla tavoilla. Tarkista nämä viisi pistettä mitä tahansa lainattua järjestelmää vastaan ​​ennen kuin sitoudut.

1. Kanavien synkronointi. Jokaisella radioon kytketyllä solmulla on oma kellonsa. Jos solmut eivät jaa aikakantaa, kanavien välinen suhteellinen vaihe ajautuu. Tarkista synkronointimekanismi: joissakin järjestelmissä aikaleima jokainen näyte ja korjata ohjelmiston ajautuminen; toiset lukittuvat radiomajakkaan. Pyydä konkreettinen vaihevirheluku määritellylle mittausajalle.
2. Näytteenottotaajuus vs. kaistanleveys. Yksi Wi-Fi-linkki on jaettu läpimenonopeus. Kahdeksan solmua nopeudella 51,2 kS/s yhdessä tukiasemassa eivät toimita jatkuvaa dataa; ne puskuroivat, pudottavat kehyksiä tai laskevat näytteitä. Vahvista jatkuva kanavakohtainen nopeus solmumäärälläsi ja odotetulla käyttöjaksolla.
3. Anturin yhteensopivuus. Tärinäanturit eivät ole läheskään yhtenäisiä. Latauskiihtyvyysmittarit tarvitsevat latausvahvistimen; IEPE-kiihtyvyysmittarit tarvitsevat jatkuvan virityksen; jännitysillat tarvitsevat sillan valmistumisen ja tarkan jännitelähteen. Jos langaton solmu ei pysty syöttämään viritystä tai päättämään anturia oikein, et ole poistanut ilmastointilaatikkoa ketjusta.
4. Tehon logistiikka. Paristot ovat tavallinen syy äänettömälle tietojen katoamiselle. Valvontasovelluksessa, jonka on toimittava kuukausia, "langaton" solmu, jonka akun kesto on kolme viikkoa, on edelleen kaapeli aurinkopaneeliin tai verkkolaitteeseen. Rehellinen kysymys on, poistatko datakaapelin vai yksinkertaisesti korvaatko sen lyhyemmällä virtakaapelilla.
5. Radioympäristö. Peltikotelot, betonikannet, moottorikäytöt ja muut laitosrakenteet vaimentavat 2,4 GHz:n ja 5 GHz:n taajuuksia. Suunnittele antennin sijoittaminen testiobjektien ulkopuolelle ja tarkista linkin budjetti sen sijaan, että luotat väitettyyn ulkoilma-alueeseen.

Arkkitehtuuri, joka toimii tärinän ja melun testauksessa

Tärinä-, melu- ja modaalityössä paikallinen digitoija on se, joka kestää. Analysaattori pysyy oikeana dynaamisena signaalianalysaattorina - 24-bittisellä muuntimella, kanavakohtaisilla anti-aliasing-suodattimilla, IEPE- ja lataustuloilla sekä ohjatulla kanava-kanavan vaihesovitus - ja vain backhaul isäntään on langaton. Useita analysaattoreita voidaan sijoittaa useisiin fyysisiin ryhmiin, joista kukin käsittelee kuusi, kahdeksaa tai kuusitoista kanavaa, kun taas yksi tietokone valvoo testiä perävaunusta tai valvontakopista.

Tässä kompromissi mukavuuden ja uskollisuuden välillä tulee lopulta tasapainoon. Verkotettu instrumentti, kuten ZTN8208I, hyväksyy jännitteen ja IEPE-tulot kahdeksalla kanavalla ja suoratoistaa jatkuvasti 100 Mbps Ethernet-linkin kautta, jonka voit yhdistää langattomaan siltaan ilman, että mittauspolkua muutu. Jos haluat tietää miten dynaaminen signaalianalysaattori eroaa perinteisestä dataloggerista , vastaus on tulon ehdolla ja kiinteässä näytteenottoarkkitehtuurissa pikemminkin kuin radiossa.

ZT-N8208I Jännite/IEPE Dynaaminen signaalianalysaattori Ethernet-suoratoistolla Tämä kahdeksan kanavainen analysaattori tukee jännite- ja IEPE-sisääntuloja 24-bittisellä arkkitehtuurilla, joka tarjoaa alhaisen kohinan ja jatkuvan suoratoiston 100 Mbps Ethernetillä. Se sopii korkean tarkkuuden mittausasetuksiin, joissa anturisignaalit on digitoitava tarkasti ennen langatonta siirtoa. Näytä tuote →

Kun testi vaatii alhaisempia kohinatasoja ja suurempaa tiedonsiirtokykyä, gigabitin verkkoanalysaattorit ovat seuraava askel. ZTG8204C, nelikanavainen matalakohinainen malli samalla 24-bittisellä arkkitehtuurilla, sopii erittäin tarkkoihin taajuusvasteen mittauksiin, joissa viritystaso on pieni ja jokaisen anturin signaalin mikrovoltin on selviydyttävä digitalisaatiosta.

ZT-G8204C hiljainen nelikanavainen dynaaminen signaalianalysaattori Gigabit Ethernet -näytteenotto jopa 128 kHz kanavaa kohti ja sama 24-bittinen muuntaja, tämä hiljainen analysaattori sopii pienien viritystaajuusvasteiden testeihin, joissa jokaisen anturin signaalin mikrovoltin säilyttäminen on kriittistä. Näytä tuote →

Missä langaton tiedonhankinta ansaitsee säilyvyyden

Vahvin perustelu langattomalle ei ole laboratorion mukavuus; se on pääsy. Kolme hakemusryhmää palaa jatkuvasti.

Pyörivät koneet ja laitoksen kunnonvalvonta

Moottorit, pumput, kompressorit ja tuulettimet sijaitsevat paikoissa, joissa instrumentointikaapelin käyttäminen on kallista, vaarallista tai mahdotonta koneen ollessa käynnissä. Laitosverkkoon kytketty paikallinen analysaattori raportoi kokonaistasot, laakeritaajuudet ja spektrit keskusvalvontanäytölle ilman, että kukaan kiipeä rakenteeseen.

Rakennukset ja ulkotestaukset

Silta-, torni- ja putkilinjatutkimukset kattavat yleensä pitkiä jännevälejä ilman sähköä paikan päällä. Hajautetut analysaattorit, joissa on paikalliset DC-syötteet ja langaton backhaul, antavat testiryhmälle mahdollisuuden siepata liikenteen aiheuttamaa tärinää ilman, että kaapelia jännitetään jänneväliä pitkin. Kompakti nelikanavainen yksikkö, kuten ZTN8204C, pitää pistekohtaiset kustannukset alhaisina säilyttäen samalla jännitteen ja IEPE-tulot, mikä yleensä riittää tämän luokan töihin.

Ajoneuvojen ja kuljetusten testaus

Kun testattava kohde liikkuu, kiinteään tietokoneeseen menevä kaapeli on joko liikerajoitus tai vaara. Langaton kuljetus sisäisen analysaattorin ja seuraavan ajoneuvon tai ohjauskopin välillä ratkaisee tämän selkeästi.

ZT-N8204C, kolme yhdessä monikanavainen tiedonhankinta-analysaattori Tämä analysaattori hyväksyy IEPE-, lataus- ja jännitetulot, joissa on sisäänrakennettu vahvistuksensäätö, mikä eliminoi ulkoiset sovittimet. Se soveltuu hyvin liikkuviin tai pyöriviin testikohteisiin, joissa sisäänrakennettu digitalisointi ja langaton tiedonsiirto korvaavat kaapelirajoituksia. Näytä tuote →

Kussakin tapauksessa yhteinen ominaisuus on, että anturit tallentavat mittauspaikalla lähellä rakennetta, kun vain tiedonsiirto on langatonta. Siellä missä yksinkertaiset tärinätasot riittävät, pienitehoisilla solmuilla on edelleen paikkansa; jos vaiheella, kaistanleveydellä tai dynaamisella alueella on merkitystä, digitoi paikallisesti ja lähetä myöhemmin.

Käytännön tarkistuslista vertailua varten

Kun arvioit lainauksia vierekkäin, taulukko on hyödyllisempi kuin ominaisuusluettelo. Alla oleva vertailu heijastaa tyypillisiä eritelmiä kolmelle käsitellylle lähestymistavalle.

Huomaa, mitä keskimmäinen sarake antaa: samat mittausominaisuudet kuin kaapelianalysaattorilla, miinus pitkä kaapelin kulku. Kun laajuus laajenee yhden analysaattorin ulkopuolelle - heräte, anturit, hankinta- ja analyysiohjelmistot yhdessä avaimet käteen -paketissa - täydelliset tärinä- ja dynaamiset testausjärjestelmät kattaa tämän laajuuden yhtenä suunnittelutyönä.

Käytännön sääntö langattomassa tiedonkeruussa on lyhyt ja tunteeton: radiolinkin tulee kuljettaa signaaliketjun vähiten herkkä osa. Pidä anturit kytkettynä todelliseen hankintapäähän, pidä tämä käyttöliittymä lähellä mittauspistettä ja käytä langatonta yhteyttä vain lopulliseen yhteyden muodostamiseen henkilöön, joka tarvitsee tietoja. Kun teet niin, langaton yhteys lakkaa olemasta kompromissi ja siitä tulee luotettava työkalu tärinän, melun ja modaalien testaamiseen – ja pitkät kaapelit jäävät lokeroon, johon ne kuuluvat.