Структурен мониторинг на здравето на гражданските инфраструктури с помощта на безжични сензори за вибрации: 8 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

Влошаването на старата сграда и гражданската инфраструктура може да доведе до фатална и опасна ситуация. Постоянният мониторинг на тези структури е задължителен. Структурният мониторинг на здравето е изключително важна методология за оценка на „здравето“на една структура чрез оценка на нивото на влошаване и оставащия експлоатационен живот на системите за гражданска инфраструктура.

Безжичните сензорни мрежи са инсталирани в много промишлени приложения като анализ на вибрациите на вятърни турбини, анализ на вибрации на хидротурбини и др. Измерването на броя на вибрациите, температурата и други аспекти може да ни помогне да предотвратим повредата и влошаването на инфраструктурата.

В тази инструкция ще преминем през безжични сензори за вибрации и температура и нейните предимства при наблюдение на структурното здраве. Така че тук ще демонстрираме следното-

• Безжични сензори за вибрации и температура.
• Структурен мониторинг с помощта на тези сензори.
• Събиране и анализ на данните с помощта на Wireless gateway устройство
• Публикуване и абониране за сензорни данни с помощта на Ubidots

Стъпка 1: Хардуерни и софтуерни спецификации

Спецификация на софтуера

• Профил в UbiDots
• Arduino IDE

Спецификация на хардуера

• ESP32
• Безжичен сензор за температура и вибрации
• Приемник Zigmo Gateway

Стъпка 2: Безжични сензори за вибрации и температура

Това е Long Range Industrial IoT безжичен сензор за вибрации и температура, който може да се похвали с обхват до 2 мили, използвайки безжична мрежова архитектура. Включвайки 16-битов сензор за вибрации и температура, този сензор предава високо точни данни за вибрациите на определени от потребителя интервали. Той има следните характеристики:

• Индустриален 3-осен сензор за вибрации с диапазон ± 32 g
• Изчислява RMS, MAX и MIN g вибрации
• Премахване на шума с помощта на нискочестотен филтър
• Честотен обхват (честотна лента) до 12, 800 Hz
• Честота на дискретизация до 25, 600Hz
• Шифрована комуникация с 2 мили безжичен обхват
• Работен температурен диапазон -40 до +85 ° C
• Стенен или магнитно монтиран корпус IP65 Примерен софтуер за Visual Studio и LabVIEW
• Сензор за вибрации с опция за външна сонда
• До 500 000 предавания от 4 батерии тип AA Налични са много опции за шлюз и модем

Стъпка 3: Общи указания за вибрации

Ето някои препоръчителни стандарти за вибрации, можете да сравните тези показания с нашия безжичен IoT датчик за температура на вибрации за дълъг обхват на IoT, за да определите дали вашето устройство работи правилно или може да се нуждае от обслужване (имайте предвид, че действителното оборудване и приложението могат да варират):

• 0,01 g или по -малко - Отлично състояние, Не се изискват действия
• 0,35 g или по -малко - добро състояние, не се изискват действия, освен ако машината не е шумна или работи при необичайна температура
• 0,5 g или по -малко - Справедливо състояние, Не се изискват действия, освен ако машината не е шумна или работи при необичайна температура
• 0,75 g или повече- Грубо състояние, необходимо е действие, ако машината е шумна и също така проверете температурата на лагера
• 1g или повече - Много груби условия, допълнителен анализ и вижте дали прави това непрекъснато. Също така проверете за шум и температура
• 1,5 g или повече - Ниво на опасност, определено има проблем в машината или инсталацията. Също така проверете дневника на температурата
• 2,5 g или повече - незабавно изключете машината и потърсете възможни причини. Обадете се на техник за незабавен ремонт. За тежки машини тези показания могат да бъдат 1,5 до 2 пъти повече от изброените по -горе.

Стъпка 4: Получаване на стойностите на сензора за вибрации

Стойностите на вибрациите, които получаваме от сензорите, са в милис. Те се състоят от следните стойности

• rms вибрация по оста x.
• rms вибрация по оста y.
• rms вибрация по оста z.
• минимални вибрации по оста x.
• минимални вибрации по оста y.
• минимални вибрации по оста z.
• максимални вибрации по оста x.
• максимални вибрации по оста y.
• максимални вибрации по оста z.

Стъпка 5: Публикуване на стойностите в Ubidots

Сега за визуализиране на публикуваните данни в таблото за управление на Ubidots. трябва да добавим променливите и приспособленията към него

Кликнете върху знака „+“в горния десен ъгъл

• Изберете Widget
• добавете променливата

Стъпка 6: Визуализирайте данните

Стъпка 7: Известие по имейл с помощта на Ubidots

Ubidots ни дава друг инструмент за изпращане на известие по имейл до потребителя. Създадохме събитие с предупреждение за температура, което винаги, когато температурата надхвърли 30 градуса, на потребителя ще бъде изпратена автоматизирана поща. Когато се върне към нормалното състояние, друга автоматизирана поща се изпраща на потребителя, за да го уведоми.

Стъпка 8: Общ код

Фърмуерът на тази настройка може да бъде намерен в това хранилище на GitHub