Čo je iDAQ? Praktický sprievodca modulárnym zberom dát pre testovanie vibrácií

Ak ste trávili čas na testovacej stolici, pravdepodobne sa vám na stole objavil výraz iDAQ. Niekedy sa objaví v údajovom liste, niekedy uprostred dokumentu o rozsahu práce, ktorý zákazník vypracoval neskoro v noci. Krátka verzia je dosť jednoduchá: iDAQ je skratka pre priemyselný zber dát, hardvér a softvér, ktorý berie fyzický signál z vibrujúceho mosta, rotujúceho motora alebo chvejúcej sa prevodovky a mení ho na čísla, ktoré môže inžinier obhájiť.

V tomto článku sa dozviete, na čom skutočne záleží, keď staviate tento druh reťaze pre vibrácie, hluk, napätie, náraz a modálnu prácu a kde tímy najčastejšie dosahujú správnu alebo nesprávnu konfiguráciu.

Čo skutočne znamená iDAQ v testovacom laboratóriu

Odstráňte marketingový jazyk a systém iDAQ sa skladá z troch častí: hostiteľa alebo šasi, ktoré dodáva energiu, načasovanie a komunikačné spojenie; jeden alebo viac modulov, ktoré konvertujú a digitalizujú analógové signály; a softvér, ktorý sa stará o získavanie, zobrazovanie a analýzu. Podstatou je modulárny aspekt. Namiesto pevného nástroja, ktorý nesie funkcie, ktoré možno nikdy nepoužijete, zostavíte kanály, ktoré potrebujete dnes, a pridáte ďalšie, keď príde ďalší projekt.

Na flexibilite záleží viac, ako sa zdá. Univerzitné laboratórium môže začať so štyrmi kanálmi pre študentský projekt na malom ráme a potom prejsť na 32-kanálovú konfiguráciu o dva roky neskôr, keď príde test mosta v plnom rozsahu. Výrobca obrábacieho stroja môže začať meraním na skúšobnej stolici a skončiť s trvalými monitorovacími bodmi v dielni. V oboch prípadoch by akvizičná platforma mala prežiť prechod bez toho, aby sa niekto znova učil softvér.

Na tejto myšlienke organizujeme našu vlastnú prácu, a preto požiadavka na meranie prichádza pred číslo dielu. Ak chcete úplnejší obraz, je to viditeľné na tom, ako pristupujeme testovacie riešenia na úrovni systému .

Reťazec merania za každým nastavením iDAQ

Každý dôveryhodný akvizičný systém spočíva na rovnakej postupnosti. Niečo nabudí štruktúru, prevodník prevedie mechanickú odozvu na elektrický signál, vstupná fáza pripraví tento signál, prevodník ho navzorkuje a softvér dáva zmysel výsledku. Slabosť kdekoľvek v reťazci sa neskôr prejaví ako zavádzajúce spektrum, fázová chyba alebo koherentný graf, ktorý odmieta zostať nad 0,9.

Senzory Nastavte strop

Žiadne množstvo inteligentného spracovania neobnoví signál, ktorý prevodník nikdy nezachytil. Akcelerometre zostávajú ťahúňom pre prácu s vibráciami a dve hlavné rodiny sa správajú odlišne: nabíjacie typy tolerujú vysoké teploty a drsné prostredie, zatiaľ čo typy IEPE integrujú elektroniku a zjednodušujú kabeláž. Keď je merací bod malý, tesný alebo rotujúci, svoje miesto si vyslúži miniatúrny trojosý akcelerometer. Snímače sily a tlakové prevodníky pokrývajú stranu budenia modálneho testu a akustické kondenzátorové mikrofóny rozširujú rovnaký reťazec na meranie hluku.

Akcelerometre IEPE na meranie vibrácií Stránka kategórie zoskupuje tri položky IEPE akcelerometra na meranie vibrácií, ale nie sú tu zobrazené žiadne konkrétne modely ani špecifikácie. Zobraziť produkt →

Úprava a digitalizácia

Typ vstupu je miesto, kde sa získavajú alebo strácajú špecifikácie. Univerzálny napäťový vstup spracováva signály, ktoré sú už upravené. Vstup IEPE dodáva konštantný prúd, ktorý potrebujú akcelerometre a mikrofóny. Nabíjací vstup slúži pre prevodníky bez vstavanej elektroniky. Mnohé praktické prístroje akceptujú všetky tri, čo je výhodné, keď laboratórium zdedí senzory z troch rôznych desaťročí projektov. Rozlíšenie a vzorkovacia frekvencia sedí vedľa typu vstupu: 24-bitové prevodníky sa stali normou pre dynamickú prácu a vzorkovacie frekvencie od niekoľkých kilohertzov po niekoľko stoviek kilohertzov pokrývajú všetko od seizmického monitorovania až po nárazové testovanie.

Pre prenosné pracovné a učebné laboratóriá je často správnou odpoveďou kompaktný USB nástroj, ktorý sa zmestí do tašky na notebook. Osemkanálová jednotka s IEPE a napäťovými vstupmi zvládne väčšinu práce na stole bez toho, aby niekoho nútila nosiť stojan po chodbe.

ZT-U8208I Dynamický analyzátor signálu USB 2.0, 8-kanálový Kompaktný 8-kanálový USB analyzátor s 24-bitovým IEPE a napäťovými vstupmi, vhodný pre prácu na prenosnom stole, malé modálne testy a viacbodové akustické merania. Zobraziť produkt →

Softvér premieňa kanály na závery

Akvizičný softvér je miestom, kde žije väčšina praktickej bolesti. Chcete nastavenie kanála, ktoré nevyžaduje manuál, živé spektrá, ktorým môžete dôverovať, keď je test spustený, a exporty, ktoré sa dajú čisto do vašich analytických nástrojov. Odtiaľ modálne balíky odhadujú tvary režimov a tlmenie, sledovanie objednávok sleduje správanie závislé od rýchlosti a monitorovacie platformy sledujú údaje o trendoch na známky zmien. Rozdiel medzi univerzálnym rekordérom a účelovým dynamickým analyzátorom signálu stojí za pochopenie pred zakúpením, a my ideme do tohto porovnania v tomto poznámka o dynamických analyzátoroch signálu .

Počet kanálov, vzorkovacia frekvencia a možnosti rozhrania

Tri rozhodnutia spôsobujú väčšinu nákladov na systém iDAQ a nie sú od seba nezávislé. Nižšie uvedená tabuľka sumarizuje, ako sa rodiny rozhraní zvyčajne mapujú na počet kanálov a pracovné situácie.

Sieťové prístroje si zarobia, keď je bod akvizície ďaleko od operátora: na trepacom stole, na mostíku štyridsať metrov nad zemou alebo vo vnútri skrine, kde by neprežil žiadny laptop. Gigabitové prepojenia zvládajú viackanálové streamovanie bez vypadávania snímok, čo je presne tá vlastnosť, ktorú chcete, keď je testovacie okno krátke a štruktúra je drahá.

ZT-G8204C Nízkošumový 4-kanálový dynamický analyzátor signálu Štvorkanálový gigabitový ethernetový analyzátor s 24-bitovým IEPE, napäťovými a nabíjacími vstupmi na diaľkové testovanie vibrácií, hluku a modálnych vlastností. Zobraziť produkt →

Počet kanálov si zaslúži druhý pohľad. Tridsaťdva kanálov je vynikajúcich počas modálneho prieskumu kompletnej štruktúry a drahého prebytku, keď kontrolujete jeden držiak. Rozumným zvykom je porovnávať prvý nákup s nasledujúcimi osemnástimi mesiacmi práce a potom potvrdiť, že rovnaká produktová rodina sa rozrastá bez zmeny softvéru alebo týždňa preškoľovania.

Praktické otázky predtým, ako špecifikujete systém iDAQ

1. Aká je najvyššia frekvencia, ktorú skutočne potrebujete vyriešiť, a ponecháva vzorkovacia frekvencia dostatočný priestor pre antialiasingové filtre?
2. Ktoré typy vstupov musia koexistovať v rovnakom teste: napätie, IEPE, nabíjanie alebo všetky tri?
3. Koľko kanálov bude bežať súčasne a zaručuje hardvér skutočné synchrónne vzorkovanie v každom z nich?
4. Kde bude prístroj fyzicky umiestnený a ako ďaleko je senzor vedený od najbližšieho bodu napájania a siete?
5. Ako vyzerá kalibračný interval a dá sa reťaz overiť bez toho, aby ste ju poslali späť do továrne?
6. Ktorý softvér sa bude používať každý deň a otvára formáty súborov, v ktorých váš tím už pracuje?

Odpovedanie na týchto šesť otázok trvá dvadsať minút a neskôr často ušetrí týždne korešpondencie. Uľahčujú tiež porovnanie cenovej ponuky, pretože každý predajca potom odpovedá na rovnakú otázku, a nie predkladá inú.

Aplikácie, ktoré odmeňujú dobre prispôsobený systém

Nižšie uvedené odvetvia sú tie, na ktorých je postavený náš sortiment. Fyzika sa mení z jednej na druhú, ale požiadavky na kanály, dĺžky káblov a kalibračné návyky sa menia oveľa menej, ako ľudia očakávajú.

• Stavebné inžinierstvo a mosty: modálne testovanie, prieskumy vibrácií okolia, monitorovanie konštrukcie.
• Letectvo: testovanie pozemných vibrácií, kvalifikácia komponentov, odozva na náraz.
• Energia a výkon: diagnostika točivých strojov, monitorovanie turbín a generátorov.
• Železnica, cesta a doprava: jazdný komfort vozidla, vibrácie koľaje, meranie hluku.
• Lodné a námorné: vibrácie trupu a strojov, prieskumy hluku prenášaného vzduchom.
• Obrábacie stroje a strojárstvo: dynamická tuhosť, analýza chvenia, diagnostika vretena.
• Petrochémia: vibrácie čerpadla, kompresora a potrubia.
• Vzdelávanie a výskum: učebné laboratóriá, študentské projekty, dlhodobé experimentálne platformy.

Vo väčšine týchto nastavení nie je samotné meranie tou náročnou časťou. Najťažšie je opakovať to dôsledne, na tom istom aktíve, s odstupom niekoľkých mesiacov a stále uznávať výsledok.

Kalibrácia udržuje reťaz poctivú

Reťaz je len taká dobrá, aká dobrá je jej najslabšia referencia. Prenosný vibračný kalibrátor vám umožňuje skontrolovať akcelerometer a jeho kabeláž priamo na mieste pred testom, a nie po neuspokojivom výsledku. Pre laboratóriá, ktoré si udržiavajú svoje vlastné referenčné štandardy, systém kontroly kalibrácie uzatvára slučku medzi prístrojmi používanými každý deň a sledovaným štandardom za nimi.

Je to neokázalá práca. To je tiež dôvod, prečo sa meranie uskutočnené v septembri dá obhájiť aj nasledujúci rok, keď sa niekto opýta, či sa zmenil senzor alebo štruktúra.

Budovanie celého reťazca s jedným tímom

Existuje argument pre zostavenie akvizičného systému z dielov od štyroch predajcov. Je to dobrý argument v teórii a únavný v praxi, najmä v noci pred testom, keď vypadne jeden kanál a prvou úlohou je zistiť, na koho linku podpory zavolať. Nákup senzorov, akvizičného hardvéru, budiaceho zariadenia, kalibračných nástrojov a analytického softvéru od jedného tímu zabezpečuje zodpovednosť na jednom mieste.

Tento druh práce robíme v Yangzhou už roky a naša história je celkom obyčajná: inžinierov, ktorých unavilo vysvetľovať, prečo sa akcelerometer a analyzátor nezhodli, a nakoniec sa rozhodli urobiť oboje. Ak určujete rozsah nového systému alebo nahrádzate systém, ktorý prerástol svoj účel, najrýchlejšou cestou je zvyčajne krátky rozhovor o meraní, a nie o čísle dielu. Popíšte, čo potrebujete dokázať, a konfigurácia má tendenciu nasledovať.