iDAQ là gì? Hướng dẫn thực hành về thu thập dữ liệu mô-đun để kiểm tra độ rung

Nếu bạn đã dành thời gian ngồi quanh ghế thử nghiệm, thuật ngữ iDAQ có thể đã xuất hiện trên bàn làm việc của bạn. Đôi khi nó xuất hiện trong biểu dữ liệu, đôi khi ở giữa tài liệu phạm vi công việc mà khách hàng soạn thảo vào đêm khuya. Phiên bản ngắn gọn đủ đơn giản: iDAQ là viết tắt của thu thập dữ liệu công nghiệp, phần cứng và phần mềm lấy tín hiệu vật lý từ cầu rung, động cơ quay hoặc hộp số kêu lạch cạch và biến nó thành những con số mà kỹ sư có thể bảo vệ.

Bài viết này trình bày những điều thực sự quan trọng khi bạn xây dựng loại dây chuyền đó cho công việc rung, tiếng ồn, sức căng, tác động và phương thức cũng như nơi các nhóm thường nhận được cấu hình đúng hoặc sai nhất.

iDAQ thực sự có ý nghĩa gì trong phòng thử nghiệm

Loại bỏ ngôn ngữ tiếp thị và hệ thống iDAQ chỉ còn ba phần: máy chủ hoặc khung cung cấp năng lượng, thời gian và liên kết truyền thông; một hoặc nhiều mô-đun chuyển đổi và số hóa tín hiệu tương tự; và phần mềm xử lý việc thu thập, hiển thị và phân tích. Khía cạnh mô-đun là điểm chính. Thay vì một công cụ cố định mang những chức năng mà bạn có thể không bao giờ sử dụng, bạn tập hợp các kênh bạn cần hôm nay và bổ sung thêm khi có dự án tiếp theo.

Sự linh hoạt đó quan trọng hơn những gì bạn tưởng. Phòng thí nghiệm của trường đại học có thể bắt đầu với bốn kênh cho một dự án sinh viên trên một khung nhỏ, sau đó chuyển sang cấu hình 32 kênh hai năm sau khi có bài kiểm tra cầu nối quy mô đầy đủ. Người chế tạo máy công cụ có thể bắt đầu bằng các phép đo trên bàn và kết thúc bằng các điểm giám sát cố định trên xưởng. Trong cả hai trường hợp, nền tảng mua lại sẽ tồn tại trong quá trình chuyển đổi mà không cần ai học lại phần mềm.

Chúng tôi tổ chức công việc của riêng mình xung quanh ý tưởng đó, đó là lý do tại sao yêu cầu đo lường lại xuất hiện trước số bộ phận. Nếu bạn muốn có bức tranh đầy đủ hơn, nó sẽ được thể hiện rõ trong cách chúng tôi tiếp cận giải pháp kiểm tra cấp hệ thống .

Chuỗi đo lường đằng sau mỗi thiết lập iDAQ

Mọi hệ thống thu thập đáng tin cậy đều dựa trên cùng một trình tự. Một cái gì đó kích thích cấu trúc, một bộ chuyển đổi chuyển đổi phản ứng cơ học thành tín hiệu điện, giai đoạn đầu vào chuẩn bị tín hiệu đó, bộ chuyển đổi lấy mẫu và phần mềm sẽ hiểu kết quả. Điểm yếu ở bất kỳ đâu trong chuỗi sau này sẽ xuất hiện dưới dạng phổ sai lệch, lỗi pha hoặc biểu đồ kết hợp không chịu duy trì ở mức trên 0,9.

Cảm biến đặt trần

Không có quá trình xử lý thông minh nào có thể khôi phục được tín hiệu mà đầu dò không bao giờ thu được. Gia tốc kế vẫn là thiết bị hỗ trợ cho công việc rung và hai dòng chính hoạt động khác nhau: loại sạc chịu được nhiệt độ cao và môi trường khắc nghiệt, trong khi loại IEPE tích hợp thiết bị điện tử và đơn giản hóa hệ thống cáp. Khi điểm đo nhỏ, chặt hoặc quay, gia tốc kế ba trục thu nhỏ sẽ giành được vị trí của nó. Cảm biến lực và bộ chuyển đổi áp suất bao phủ phía kích thích của thử nghiệm phương thức và micrô ngưng tụ âm thanh mở rộng cùng một chuỗi để đo tiếng ồn.

Gia tốc kế IEPE để đo độ rung Trang danh mục nhóm ba mục gia tốc kế IEPE để đo độ rung, nhưng không có mô hình hoặc thông số kỹ thuật cụ thể nào được hiển thị ở đây. Xem sản phẩm →

Điều hòa và số hóa

Loại đầu vào là nơi các thông số kỹ thuật được xác định hoặc bị mất. Đầu vào điện áp đa năng xử lý các tín hiệu đã được điều hòa. Đầu vào IEPE cung cấp dòng điện không đổi mà gia tốc kế và micrô cần. Đầu vào sạc phục vụ các bộ chuyển đổi không có thiết bị điện tử tích hợp. Nhiều thiết bị thực tế chấp nhận cả ba, điều này thuận tiện khi phòng thí nghiệm kế thừa các cảm biến từ ba thập kỷ dự án khác nhau. Độ phân giải và tốc độ lấy mẫu phù hợp với loại đầu vào: bộ chuyển đổi 24 bit đã trở thành tiêu chuẩn cho công việc động và tốc độ mẫu từ vài kilohertz đến vài trăm kilohertz bao gồm mọi thứ, từ giám sát địa chấn đến kiểm tra tác động.

Đối với các phòng thí nghiệm giảng dạy và làm việc di động, một thiết bị USB nhỏ gọn có thể bỏ vừa túi đựng máy tính xách tay thường là câu trả lời phù hợp. Thiết bị tám kênh có IEPE và đầu vào điện áp sẽ xử lý hầu hết công việc trên băng ghế mà không buộc ai phải mang giá đỡ xuống hành lang.

Máy phân tích tín hiệu động ZT-U8208I USB 2.0, 8 kênh Máy phân tích USB 8 kênh nhỏ gọn với đầu vào điện áp và IEPE 24 bit, phù hợp với công việc trên bàn di động, kiểm tra phương thức nhỏ và đo âm thanh đa điểm. Xem sản phẩm →

Phần mềm biến kênh thành kết luận

Phần mềm mua lại là nơi chứa đựng hầu hết những nỗi đau thực tế. Bạn muốn thiết lập kênh không yêu cầu quang phổ trực tiếp, thủ công mà bạn có thể tin cậy trong khi chạy thử nghiệm và xuất dữ liệu đó vào các công cụ phân tích của bạn. Từ đó, các gói phương thức ước tính hình dạng chế độ và giảm xóc, theo dõi đơn hàng tuân theo hành vi phụ thuộc vào tốc độ và nền tảng giám sát theo dõi dữ liệu xu hướng để tìm dấu hiệu thay đổi. Bạn nên hiểu rõ sự khác biệt giữa máy ghi âm đa năng và máy phân tích tín hiệu động chuyên dụng trước khi mua và chúng tôi sẽ đi sâu vào so sánh đó trong phần này. lưu ý về máy phân tích tín hiệu động .

Tùy chọn số lượng kênh, tốc độ lấy mẫu và giao diện

Ba quyết định quyết định phần lớn chi phí của hệ thống iDAQ và chúng không độc lập với nhau. Bảng dưới đây tóm tắt cách các họ giao diện thường ánh xạ tới số lượng kênh và tình huống làm việc.

Các thiết bị dựa trên mạng kiếm được tiền khi điểm thu thập nằm cách xa người vận hành: trên bàn lắc, trên sàn cầu cách mặt đất bốn mươi mét hoặc bên trong một chiếc tủ nơi không có máy tính xách tay nào tồn tại được. Liên kết Gigabit xử lý truyền phát đa kênh mà không làm rơi khung hình, đây chính xác là đặc tính bạn muốn khi thời lượng thử nghiệm ngắn và cấu trúc đắt tiền.

Máy phân tích tín hiệu động 4 kênh có độ nhiễu thấp ZT-G8204C Bộ phân tích Gigabit Ethernet bốn kênh với đầu vào IEPE, điện áp và điện tích 24 bit để kiểm tra độ rung, tiếng ồn và phương thức từ xa. Xem sản phẩm →

Số lượng kênh xứng đáng được xem lại lần thứ hai. Ba mươi hai kênh là lựa chọn tuyệt vời trong quá trình khảo sát phương thức về một cấu trúc hoàn chỉnh và mức độ quá mức cần thiết khi bạn đang kiểm tra một khung. Một thói quen hợp lý là ước tính lần mua hàng đầu tiên trong 18 tháng làm việc tiếp theo, sau đó xác nhận rằng cùng một dòng sản phẩm sẽ phát triển mà không cần thay đổi phần mềm hoặc một tuần đào tạo lại.

Các câu hỏi thực tế trước khi bạn chỉ định hệ thống iDAQ

1. Tần số cao nhất bạn thực sự cần giải quyết là bao nhiêu và tốc độ lấy mẫu có đủ khoảng trống cho các bộ lọc khử răng cưa không?
2. Loại đầu vào nào phải cùng tồn tại trong cùng một thử nghiệm: điện áp, IEPE, điện tích hoặc cả ba?
3. Có bao nhiêu kênh sẽ chạy đồng thời và phần cứng có đảm bảo lấy mẫu đồng bộ thực sự trên mỗi kênh không?
4. Thiết bị sẽ được đặt ở đâu và cảm biến cách điểm nguồn và điểm mạng gần nhất bao xa?
5. Khoảng thời gian hiệu chuẩn trông như thế nào và dây xích có thể được xác minh mà không cần vận chuyển trở lại nhà máy không?
6. Phần mềm nào sẽ được sử dụng hàng ngày và nó có mở được các định dạng tệp mà nhóm của bạn đang làm việc không?

Sáu câu hỏi đó mất hai mươi phút để trả lời và thường tiết kiệm được nhiều tuần trao đổi thư từ sau đó. Họ cũng làm cho báo giá dễ so sánh hơn vì mỗi nhà cung cấp khi đó sẽ trả lời cùng một câu hỏi thay vì đưa ra một câu hỏi khác.

Các ứng dụng thưởng cho một hệ thống phù hợp

Các ngành dưới đây là những ngành mà chúng tôi tập trung xây dựng. Vật lý thay đổi từ cái này sang cái khác, nhưng các yêu cầu về kênh, độ dài cáp và thói quen hiệu chỉnh thay đổi ít hơn nhiều so với những gì mọi người mong đợi.

• Kỹ thuật dân dụng và cầu: thử nghiệm phương thức, khảo sát rung động xung quanh, giám sát kết cấu.
• Hàng không vũ trụ: kiểm tra độ rung của mặt đất, đánh giá thành phần, phản ứng va chạm.
• Năng lượng và năng lượng: chẩn đoán máy quay, giám sát tuabin và máy phát điện.
• Đường sắt, đường bộ và giao thông: sự thoải mái khi đi xe, độ rung của đường ray, đo tiếng ồn.
• Tàu và hàng hải: Rung động thân tàu và máy móc, khảo sát tiếng ồn trong không khí.
• Máy công cụ và kỹ thuật cơ khí: độ cứng động, phân tích rung, chẩn đoán trục chính.
• Hóa dầu: rung động máy bơm, máy nén và đường ống.
• Giáo dục và nghiên cứu: phòng thí nghiệm giảng dạy, dự án sinh viên, nền tảng thử nghiệm dài hạn.

Trong hầu hết các cài đặt này, bản thân phép đo không phải là phần khó. Phần khó khăn là lặp lại nó một cách nhất quán, trên cùng một nội dung, cách nhau nhiều tháng và vẫn nhận ra kết quả.

Hiệu chuẩn giữ cho dây chuyền luôn trung thực

Một chuỗi chỉ tốt khi có tham chiếu yếu nhất của nó. Bộ hiệu chuẩn độ rung di động cho phép bạn kiểm tra gia tốc kế và hệ thống cáp của nó tại chỗ, trước khi kiểm tra thay vì sau khi có kết quả đáng thất vọng. Đối với các phòng thí nghiệm duy trì các tiêu chuẩn tham chiếu của riêng họ, hệ thống kiểm tra hiệu chuẩn sẽ đóng vòng lặp giữa các thiết bị được sử dụng hàng ngày và tiêu chuẩn có thể truy nguyên đằng sau chúng.

Đó là công việc vô duyên. Đó cũng là lý do khiến phép đo được thực hiện vào tháng 9 vẫn có thể được bảo vệ vào năm sau, khi có người hỏi liệu cảm biến hoặc cấu trúc có thay đổi hay không.

Xây dựng toàn bộ chuỗi với một nhóm

Có một lập luận về việc lắp ráp một hệ thống thu mua từ các bộ phận có nguồn gốc từ bốn nhà cung cấp. Đó là một lập luận hay về mặt lý thuyết nhưng lại gây mệt mỏi trong thực tế, đặc biệt là vào đêm trước ngày kiểm tra khi một kênh bị hỏng và nhiệm vụ đầu tiên là tìm ra đường dây hỗ trợ của ai để gọi. Việc mua các cảm biến, phần cứng thu nhận, thiết bị kích thích, công cụ hiệu chuẩn và phần mềm phân tích từ một nhóm sẽ đảm bảo trách nhiệm ở một nơi.

Chúng tôi đã làm loại công việc này ở Dương Châu trong nhiều năm, và lịch sử của chúng tôi khá bình thường: các kỹ sư đã mệt mỏi với việc giải thích tại sao gia tốc kế và máy phân tích lại không thống nhất với nhau, và cuối cùng quyết định làm cả hai. Nếu bạn đang tìm kiếm một hệ thống mới hoặc thay thế một hệ thống đã không còn phù hợp với mục đích sử dụng của nó, con đường nhanh nhất thường là một cuộc trò chuyện ngắn về phép đo thay vì số bộ phận. Mô tả những gì bạn cần chứng minh và cấu hình có xu hướng tuân theo.