Monitorovanie štrukturálneho zdravia občianskych infraštruktúr pomocou bezdrôtových senzorov vibrácií: 8 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

Zničenie starej budovy a občianskej infraštruktúry môže viesť k smrteľnej a nebezpečnej situácii. Neustále monitorovanie týchto štruktúr je povinné. Štrukturálne monitorovanie zdravia je mimoriadne dôležitou metodikou pri hodnotení „zdravia“štruktúry hodnotením úrovne zhoršenia a zostávajúcej životnosti systémov civilnej infraštruktúry.

Bezdrôtové senzorové siete boli nainštalované v mnohých priemyselných aplikáciách, ako je vibračná analýza veterných turbín, vibračná analýza vodných turbín a pod. Meranie počtu vibrácií, teploty a ďalších aspektov nám môže pomôcť predchádzať poškodeniu a zhoršovaniu infraštruktúry.

V tomto návode sa pozrieme na bezdrôtové senzory vibrácií a teploty a ich výhody pri monitorovaní štrukturálneho zdravia. Tu teda ukážeme nasledujúce-

• Bezdrôtové snímače vibrácií a teploty.
• Štrukturálne monitorovanie pomocou týchto senzorov.
• Zhromažďovanie a analýza údajov pomocou zariadenia s bezdrôtovou bránou
• Publikovanie a predplatenie údajov senzorov pomocou Ubidots

Krok 1: Špecifikácia hardvéru a softvéru

Špecifikácia softvéru

• Účet UbiDots
• Arduino IDE

Špecifikácia hardvéru

• ESP32
• Bezdrôtový snímač teploty a vibrácií
• Prijímač brány Zigmo

Krok 2: Bezdrôtové snímače vibrácií a teploty

Jedná sa o bezdrôtový snímač vibrácií a teploty IoT s dlhým dosahom, ktorý sa môže pochváliť dosahom až 2 míle pomocou bezdrôtovej sieťovej architektúry. Tento 16-bitový snímač vibrácií a teploty prenáša veľmi presné údaje o vibráciách v intervaloch definovaných užívateľom. Má nasledujúce vlastnosti:

• Priemyselný 3-osý snímač vibrácií s rozsahom ± 32 g
• Vypočítava RMS, MAX a MIN g vibrácií
• Odstránenie šumu pomocou dolnopriepustného filtra
• Frekvenčný rozsah (šírka pásma) až 12 800 Hz
• Vzorkovacia frekvencia až 25 600 Hz
• Šifrovaná komunikácia s bezdrôtovým dosahom 2 míle
• Rozsah prevádzkových teplôt -40 až +85 ° C
• Nástenná alebo magnetická skrinka s krytím IP65. Príklad softvéru pre Visual Studio a LabVIEW
• Senzor vibrácií s možnosťou externej sondy
• Až 500 000 prenosov zo 4 batérií AA K dispozícii je veľa možností brány a modemu

Krok 3: Všeobecné pokyny pre vibrácie

Tu je niekoľko odporúčaných vibračných noriem, tieto hodnoty môžete porovnať s naším bezdrôtovým snímačom teploty vibrácií s dlhým dosahom IoT a zistiť, či vaše zariadenie funguje správne alebo či vyžaduje servis (všimnite si, že skutočné zariadenie a aplikácia sa môžu líšiť):

• 0,01 g alebo menej - vynikajúci stav, nie sú potrebné žiadne opatrenia
• 0,35 g alebo menej - dobrý stav, nie je potrebná žiadna činnosť, pokiaľ stroj nie je hlučný alebo nebeží pri abnormálnej teplote
• 0,5 g alebo menej - dobrý stav, nie sú potrebné žiadne opatrenia, pokiaľ stroj nie je hlučný alebo nebeží pri abnormálnej teplote
• 0,75 g alebo viac- drsný stav, je možné vykonať akciu, ak je stroj hlučný, a tiež skontrolujte teplotu ložiska
• 1 g alebo viac - veľmi drsné podmienky, vykonajte ďalšiu analýzu a zistite, či to robí nepretržite. Tiež skontrolujte hluk a teplotu
• 1,5 g alebo viac - úroveň nebezpečenstva, určite je problém v zariadení alebo inštalácii. Tiež skontrolujte teplotný denník
• 2,5 g alebo viac - Zariadenie ihneď vypnite a vyhľadajte možné príčiny. Zavolajte technika na okamžitú opravu V prípade ťažkých strojov môžu byť tieto hodnoty 1,5 až 2 krát vyššie, ako je uvedené vyššie.

Krok 4: Získanie hodnôt senzora vibrácií

Hodnoty vibrácií, ktoré získavame zo senzorov, sú v milisekundách. Tieto pozostávajú z nasledujúcich hodnôt

• rms vibrácie pozdĺž osi x.
• rms vibrácie pozdĺž osi y.
• rms vibrácie pozdĺž osi z.
• minimálne vibrácie pozdĺž osi x.
• minimálne vibrácie pozdĺž osi y.
• minimálne vibrácie pozdĺž osi z.
• maximálne vibrácie pozdĺž osi x.
• maximálne vibrácie pozdĺž osi y.
• maximálne vibrácie pozdĺž osi z.

Krok 5: Publikovanie hodnôt v Ubidots

Teraz si vizualizujte zverejnené údaje na hlavnom paneli Ubidots. musíme k tomu pridať premenné a miniaplikácie

Kliknite na znamienko+v pravom hornom rohu

• Vyberte miniaplikáciu
• pridajte premennú

Krok 6: Vizualizácia údajov

Krok 7: E -mailové upozornenie pomocou Ubidots

Ubidots nám ponúka ďalší nástroj na odoslanie e -mailového oznámenia používateľovi. Vytvorili sme upozornenie na teplotu, ktoré vždy, keď teplota prekročí 30 stupňov, bude používateľovi odoslaná automatická pošta. Keď sa vráti do normálneho stavu, používateľovi sa odošle ďalšia automatizovaná pošta, ktorá ho na to upozorní.

Krok 8: Celkový kód

Firmvér tohto nastavenia nájdete v tomto úložisku GitHub