Monitorowanie stanu konstrukcji infrastruktury cywilnej za pomocą bezprzewodowych czujników drgań: 8 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:30

Pogorszenie stanu starego budynku i infrastruktury cywilnej może prowadzić do sytuacji śmiertelnych i niebezpiecznych. Stały monitoring tych struktur jest obowiązkowy. Monitorowanie stanu konstrukcji jest niezwykle ważną metodologią oceny „stanu” konstrukcji poprzez ocenę stopnia pogorszenia i pozostałej żywotności systemów infrastruktury cywilnej.

Bezprzewodowe sieci czujników zostały zainstalowane w wielu zastosowaniach przemysłowych, takich jak analiza drgań turbin wiatrowych, analiza drgań turbin wodnych itp. i znakomicie sprawdziły się w napromienianiu wielu komplikacji przemysłowych. Pomiar liczby wibracji, temperatury i innych aspektów może pomóc nam zapobiegać uszkodzeniom i pogorszeniu stanu infrastruktury.

W tym instruktażowym omówimy bezprzewodowe czujniki wibracji i temperatury oraz ich zalety w monitorowaniu stanu strukturalnego. Więc tutaj zademonstrujemy następujące:

• Bezprzewodowe czujniki wibracji i temperatury.
• Monitorowanie strukturalne za pomocą tych czujników.
• Gromadzenie i analizowanie danych za pomocą bramy bezprzewodowej
• Publikowanie i subskrybowanie danych Sensor za pomocą Ubidots

Krok 1: Specyfikacje sprzętu i oprogramowania

Specyfikacja oprogramowania

• Konto UbiDots
• IDE Arduino

Specyfikacja sprzętu

• ESP32
• Bezprzewodowy czujnik temperatury i wibracji
• Odbiornik bramy Zigmo

Krok 2: Bezprzewodowe czujniki wibracji i temperatury

Jest to bezprzewodowy czujnik wibracji i temperatury dalekiego zasięgu Industrial IoT, który może pochwalić się zasięgiem do 2 mil przy użyciu bezprzewodowej architektury sieci kratowej. Wyposażony w 16-bitowy czujnik wibracji i temperatury, czujnik ten przesyła bardzo dokładne dane dotyczące wibracji w określonych przez użytkownika odstępach czasu. Posiada następujące cechy:

• Przemysłowy 3-osiowy czujnik wibracji o zakresie ± 32g
• Oblicza wibracje RMS, MAX i MIN g
• Usuwanie szumów za pomocą filtra dolnoprzepustowego
• Zakres częstotliwości (przepustowość) do 12 800 Hz
• Częstotliwość próbkowania do 25, 600 Hz
• Szyfrowana komunikacja z zasięgiem bezprzewodowym do 2 mil
• Zakres temperatury roboczej -40 do +85 °C
• Naścienna lub montowana na magnes obudowa o stopniu ochrony IP65Przykładowe oprogramowanie do Visual Studio i LabVIEW
• Czujnik wibracji z opcją sondy zewnętrznej
• Do 500 000 transmisji z 4 baterii AA Dostępnych jest wiele opcji bram i modemów

Krok 3: Ogólne wytyczne dotyczące wibracji

Oto kilka zalecanych standardów wibracji. Możesz porównać te odczyty z naszym bezprzewodowym czujnikiem temperatury IoT dalekiego zasięgu IoT, aby określić, czy Twoje urządzenie działa prawidłowo lub czy może wymagać serwisu (zwróć uwagę, że rzeczywisty sprzęt i zastosowanie mogą się różnić):

• 0,01 g lub mniej - doskonały stan, nie wymaga żadnych działań
• 0,35 g lub mniej - stan dobry, nie jest wymagane żadne działanie, chyba że maszyna pracuje głośno lub pracuje w nienormalnej temperaturze
• 0,5 g lub mniej - dobry stan, nie jest wymagane żadne działanie, chyba że maszyna jest głośna lub pracuje w nienormalnej temperaturze
• 0,75 g lub więcej - stan surowy, możliwe działania wymagane, jeśli maszyna jest głośna, a także sprawdź temperaturę łożyska
• 1g lub więcej - Bardzo trudne warunki, dalsza analiza i zobacz, czy robi to w sposób ciągły. Sprawdź również hałas i temperaturę
• 1,5 g lub więcej - poziom zagrożenia, na pewno jest problem z maszyną lub instalacją. Sprawdź również dziennik temperatury
• 2,5 g lub więcej - natychmiast wyłącz maszynę i poszukaj możliwych przyczyn. Wezwij technika w celu natychmiastowej naprawy. W przypadku maszyn ciężkich te odczyty mogą być od 1,5 do 2 razy wyższe niż wymienione powyżej.

Krok 4: Uzyskanie wartości czujnika wibracji

Wartości drgań, które otrzymujemy z czujników, są podane w milisach. Składają się na nie następujące wartości

• Wibracje rms wzdłuż osi X.
• wibracja rms wzdłuż osi y.
• Wibracje skuteczne wzdłuż osi Z.
• minimalne wibracje wzdłuż osi X.
• minimalne wibracje wzdłuż osi y.
• minimalne wibracje wzdłuż osi Z.
• maksymalne wibracje wzdłuż osi X.
• maksymalne wibracje wzdłuż osi y.
• maksymalne wibracje wzdłuż osi Z.

Krok 5: Publikowanie wartości w Ubidots

Teraz zwizualizuj opublikowane dane w panelu Ubidots. musimy dodać do niego zmienne i widżety

Kliknij znak „+” w prawym górnym rogu

• Wybierz widżet
• dodaj zmienną

Krok 6: Wizualizacja danych

Krok 7: Powiadomienie e-mail za pomocą Ubidots

Ubidots daje nam kolejne narzędzie do wysyłania powiadomień e-mail do użytkownika. Stworzyliśmy zdarzenie alertu temperaturowego, które polega na tym, że gdy temperatura przekroczy 30 stopni, do użytkownika zostanie wysłana automatyczna poczta. Gdy wróci do normalnego stanu, do użytkownika zostanie wysłana kolejna automatyczna wiadomość, aby go powiadomić.

Krok 8: Ogólny kod

Oprogramowanie układowe tej konfiguracji można znaleźć w tym repozytorium GitHub