Strukturell hälsoövervakning av civila infrastrukturer med trådlösa vibrationssensorer: 8 steg

2025 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2025-01-23 15:11

Försämringen av den gamla byggnaden och den civila infrastrukturen kan leda till dödlig och farlig situation. Den ständiga övervakningen av dessa strukturer är obligatorisk. Strukturell hälsoövervakning är en extremt viktig metod för att utvärdera strukturens "hälsa" genom att bedöma graden av försämring och återstående livslängd för civila infrastruktursystem.

Trådlösa sensornätverk har installerats i många industriella tillämpningar som vibrationsanalys av vindkraftverk, vibrationsanalys av hydroturbiner etc. och har gjort anmärkningsvärt bra för att bestråla många av de industriella komplikationerna. Att mäta antalet vibrationer, temperatur och andra aspekter kan hjälpa oss att förhindra skador och försämring av infrastrukturen.

I denna instruktionsbok kommer vi att gå igenom trådlösa vibrationer och temperatursensorer och dess fördelar med att övervaka strukturell hälsa. Så här kommer vi att demonstrera följande-

• Trådlösa vibrations- och temperatursensorer.
• Strukturell övervakning med hjälp av dessa sensorer.
• Samla in och analysera data med hjälp av en trådlös gateway -enhet
• Publicera och prenumerera på sensordata med Ubidots

Steg 1: Hårdvaru- och programvaruspecifikationer

Programvaruspecifikation

• Ett UbiDots -konto
• Arduino IDE

Hårdvaruspecifikation

• ESP32
• Trådlös temperatur- och vibrationssensor
• Zigmo Gateway -mottagare

Steg 2: Trådlösa vibrations- och temperatursensorer

Detta är en Long Range Industrial IoT trådlös vibrations- och temperatursensor med upp till 2 Miles intervall med en trådlös nätverksarkitektur. Denna sensor innehåller en 16-bitars vibrations- och temperatursensor och överför mycket exakta vibrationsdata med användardefinierade intervall. Den har följande funktioner:

• Industriell 3-axlig vibrationssensor med ± 32g räckvidd
• Beräknar RMS, MAX och MIN g vibrationer
• Ljudborttagning med hjälp av lågpassfilter
• Frekvensområde (bandbredd) upp till 12, 800 Hz
• Provhastighet upp till 25, 600Hz
• Krypterad kommunikation med 2 Mile Wireless Range
• Driftstemperatur -40 till +85 ° C
• Väggmonterad eller magnetmonterad IP65-klassad kapslingsexempelprogramvara för Visual Studio och LabVIEW
• Vibrationssensor med extern sondalternativ
• Upp till 500 000 sändningar från 4 AA -batterier Många gateway- och modemalternativ tillgängliga

Steg 3: Allmänna vibrationsriktlinjer

Här är några rekommenderade vibrationsstandarder. Du kan jämföra dessa avläsningar med vår trådlösa IoT -temperatursensor med lång räckvidd för att avgöra om din enhet fungerar korrekt eller om den kan kräva service (observera att den faktiska utrustningen och applikationen kan variera):

• 0,01 g eller mindre - Utmärkt skick, ingen åtgärd krävs
• 0,35 g eller mindre - Bra skick, ingen åtgärd krävs om inte maskinen bullrar eller körs med en onormal temperatur
• 0,5 g eller mindre - Rätt skick, ingen åtgärd krävs om inte maskinen bullrar eller körs med en onormal temperatur
• 0,75 g eller mer- grovt skick, eventuell åtgärd krävs om maskinen bullrar och kontrollera även lagertemperaturen
• 1g eller mer - Mycket grova förhållanden, ytterligare analys och se om det gör detta kontinuerligt. Kontrollera också om det finns buller och temperatur
• 1,5 g eller mer - Risknivå, det finns definitivt ett problem med maskinen eller installationen. Kontrollera också temperaturloggen
• 2,5 g eller mer - Stäng av maskinen omedelbart och leta efter möjliga orsaker. Ring en tekniker för omedelbar reparation För tunga maskiner kan dessa avläsningar vara 1,5 gånger till 2 gånger mer än ovan.

Steg 4: Få värden på vibrationssensorn

Vibrationsvärdena som vi får från sensorerna är i millis. Dessa består av följande värden

• rms-vibration längs x-axeln.
• rms-vibration längs y-axeln.
• rms-vibration längs z-axeln.
• minsta vibration längs x-axeln.
• minsta vibration längs y-axeln.
• minsta vibration längs z-axeln.
• maximal vibration längs x-axeln.
• maximal vibration längs y-axeln.
• maximal vibration längs z-axeln.

Steg 5: Publicera värdena till Ubidots

Nu för att visualisera publicerad data i Ubidots instrumentpanel. vi måste lägga till variablerna och widgetarna till den

Klicka på "+" -tecknet i det övre högra hörnet

• Välj widgeten
• lägg till variabeln

Steg 6: Visualisera data

Steg 7: E -postmeddelande med Ubidots

Ubidots ger oss ett annat verktyg för att skicka ett e -postmeddelande till användaren. Vi har skapat en händelse med temperaturvarning, varje gång temperaturen går över 30 grader kommer ett automatiskt e -postmeddelande att skickas till användaren. När det återgår till normaltillstånd skickas ytterligare ett automatiserat mail till användaren för att meddela honom/henne.

Steg 8: Övergripande kod

Den fasta programvaran för den här installationen finns i detta GitHub -arkiv