Co je iDAQ? Praktický průvodce modulárním sběrem dat pro testování vibrací

Pokud jste trávili čas na zkušební stolici, termín iDAQ pravděpodobně překročil váš stůl. Někdy se objeví v datovém listu, někdy uprostřed dokumentu o rozsahu práce, který zákazník vypracoval pozdě v noci. Krátká verze je dostatečně jednoduchá: iDAQ je zkratka pro průmyslový sběr dat, hardware a software, který přebírá fyzický signál z vibračního mostu, rotujícího motoru nebo drnčící převodovky a přeměňuje jej na čísla, která může inženýr bránit.

Tento článek vás seznámí s tím, na čem skutečně záleží, když stavíte tento druh řetězu pro vibrace, hluk, namáhání, náraz a modální práci, a kde týmy nejčastěji dosáhnou správné nebo nesprávné konfigurace.

Co skutečně znamená iDAQ v testovací laboratoři

Odstraňte marketingový jazyk a systém iDAQ se skládá ze tří částí: hostitele nebo šasi, které dodává energii, časování a komunikační spojení; jeden nebo více modulů, které převádějí a digitalizují analogové signály; a software, který zpracovává získávání, zobrazování a analýzu. Hlavní je modulární aspekt. Namísto pevného nástroje, který nese funkce, které možná nikdy nepoužijete, sestavíte kanály, které dnes potřebujete, a přidáte další, až přijde další projekt.

Tato flexibilita je důležitější, než se zdá. Univerzitní laboratoř může začít se čtyřmi kanály pro studentský projekt na malém rámu a poté přejít na 32kanálovou konfiguraci o dva roky později, když přijde test mostu v plném měřítku. Výrobce obráběcího stroje může začít měřením na pracovním stole a skončit u stálých monitorovacích bodů v dílně. V obou případech by akviziční platforma měla přežít přechod, aniž by se někdo znovu učil software.

Na této myšlence organizujeme naši vlastní práci, a proto požadavek na měření předchází číslo dílu. Pokud chcete úplnější obrázek, je to vidět na tom, jak k nám přistupujeme řešení testování na systémové úrovni .

Řetězec měření za každým nastavením iDAQ

Každý věrohodný akviziční systém spočívá na stejném pořadí. Něco nabudí strukturu, převodník převede mechanickou odezvu na elektrický signál, vstupní stupeň tento signál připraví, převodník jej navzorkuje a software dává výsledku smysl. Slabost kdekoli v řetězci se později projeví jako zavádějící spektrum, fázová chyba nebo koherenční graf, který odmítá zůstat nad 0,9.

Senzory Nastavte strop

Žádné množství chytrého zpracování neobnoví signál, který snímač nikdy nezachytil. Akcelerometry zůstávají tahounem pro vibrační práci a dvě hlavní rodiny se chovají odlišně: nabíjecí typy snášejí vysoké teploty a drsná prostředí, zatímco typy IEPE integrují elektroniku a zjednodušují kabeláž. Když je měřicí bod malý, těsný nebo rotující, zasluhuje si své místo miniaturní tříosý akcelerometr. Snímače síly a tlakové převodníky pokrývají stranu buzení modálního testu a akustické kondenzátorové mikrofony rozšiřují stejný řetězec do měření hluku.

Akcelerometry IEPE pro měření vibrací Stránka kategorie seskupuje tři položky akcelerometru IEPE pro měření vibrací, ale nejsou zde uvedeny žádné konkrétní modely nebo specifikace. Zobrazit produkt →

Úprava a digitalizace

Typ vstupu je místo, kde se vyhrávají nebo ztrácejí specifikace. Univerzální napěťový vstup zpracovává signály, které jsou již upraveny. Vstup IEPE dodává konstantní proud, který potřebují akcelerometry a mikrofony. Nabíjecí vstup slouží snímačům bez vestavěné elektroniky. Mnoho praktických přístrojů přijímá všechny tři, což je výhodné, když laboratoř zdědí senzory ze tří různých desetiletí projektů. Rozlišení a vzorkovací frekvence sedí vedle typu vstupu: 24bitové převodníky se staly normou pro dynamickou práci a vzorkovací frekvence od několika kilohertzů do několika stovek kilohertzů pokrývají vše od seismického monitorování po nárazové testování.

Pro přenosné pracovní a výukové laboratoře je často správnou odpovědí kompaktní USB nástroj, který se vejde do brašny na notebook. Osmikanálová jednotka s IEPE a napěťovými vstupy zvládne většinu práce na pracovním stole, aniž by někoho nutila nosit regál po chodbě.

ZT-U8208I Dynamický analyzátor signálu USB 2.0, 8kanálový Kompaktní 8kanálový USB analyzátor s 24bitovým IEPE a napěťovými vstupy, vhodný pro přenosné stolní práce, malé modální testy a vícebodová akustická měření. Zobrazit produkt →

Software mění kanály v závěry

Akviziční software je místo, kde žije většina praktických bolestí. Chcete nastavení kanálu, které nevyžaduje ruční ovládání, živá spektra, kterým můžete důvěřovat, když je test spuštěn, a exporty, které se čistě vloží do vašich analytických nástrojů. Odtud modální balíčky odhadují tvary režimu a tlumení, sledování objednávek sleduje chování závislé na rychlosti a monitorovací platformy sledují údaje o trendech, zda neobsahují známky změny. Rozdíl mezi univerzálním rekordérem a účelovým dynamickým analyzátorem signálu stojí za pochopení, než si ho koupíte, a my se pustíme do tohoto srovnání v tomto poznámka k dynamickým analyzátorům signálu .

Počet kanálů, vzorkovací frekvence a možnosti rozhraní

Tři rozhodnutí řídí většinu nákladů systému iDAQ a nejsou na sobě nezávislá. Níže uvedená tabulka shrnuje, jak se rodiny rozhraní obvykle mapují na počty kanálů a pracovní situace.

Síťové přístroje si vydělávají, když je bod akvizice daleko od operátora: na třepacím stole, na mostovce čtyřicet metrů nad zemí nebo uvnitř skříně, kde by nepřežil žádný notebook. Gigabitové linky zvládají vícekanálové streamování bez vynechání snímků, což je přesně vlastnost, kterou chcete, když je testovací okno krátké a struktura je drahá.

ZT-G8204C Nízkošumový 4kanálový dynamický analyzátor signálu Čtyřkanálový gigabitový ethernetový analyzátor s 24bitovým IEPE, napěťovými a nabíjecími vstupy pro vzdálené testování vibrací, hluku a modu. Zobrazit produkt →

Počet kanálů si zaslouží druhý pohled. Třicet dva kanálů je vynikajících během modálního průzkumu kompletní struktury a drahého přebytku, když kontrolujete jeden držák. Rozumným zvykem je porovnávat první nákup s dalšími osmnácti měsíci práce a poté potvrdit, že stejná produktová rodina roste bez změny softwaru nebo týdne rekvalifikace.

Praktické otázky, než určíte systém iDAQ

1. Jaká je nejvyšší frekvence, kterou skutečně potřebujete vyřešit, a ponechává vzorkovací frekvence dostatečný prostor pro anti-aliasingové filtry?
2. Které typy vstupů musí koexistovat ve stejném testu: napětí, IEPE, nabíjení nebo všechny tři?
3. Kolik kanálů poběží současně a zaručuje hardware skutečně synchronní vzorkování napříč každým z nich?
4. Kde bude přístroj fyzicky umístěn a jak daleko je senzor veden od nejbližšího napájecího a síťového bodu?
5. Jak vypadá interval kalibrace a lze řetěz ověřit bez jeho odeslání zpět do továrny?
6. Který software se bude používat každý den a otevírá formáty souborů, ve kterých váš tým již pracuje?

Odpověď na těchto šest otázek zabere dvacet minut a později často ušetří týdny korespondence. Usnadňují také srovnání cenové nabídky, protože každý dodavatel pak odpovídá na stejnou otázku, nikoli předkládá jinou.

Aplikace, které odměňují dobře sladěný systém

Níže uvedená odvětví jsou ta, na kterých je postaven náš sortiment. Fyzika se mění od jednoho k druhému, ale požadavky na kanály, délky kabelů a kalibrační návyky se mění mnohem méně, než lidé očekávají.

• Stavebnictví a mosty: modální testování, průzkumy okolních vibrací, strukturální monitorování.
• Letectví a kosmonautika: testování pozemních vibrací, kvalifikace komponent, reakce na náraz.
• Energie a výkon: diagnostika točivých strojů, sledování turbín a generátorů.
• Železnice, silnice a doprava: jízdní komfort vozidla, vibrace koleje, měření hluku.
• Lodní a námořní: vibrace trupu a strojů, průzkumy hluku přenášeného vzduchem.
• Obráběcí stroje a strojírenství: dynamická tuhost, analýza chvění, diagnostika vřeten.
• Petrochemie: vibrace čerpadla, kompresoru a potrubí.
• Vzdělávání a výzkum: výukové laboratoře, studentské projekty, dlouhodobé experimentální platformy.

Ve většině těchto nastavení není měření samotné to nejtěžší. Nejtěžší je opakovat to důsledně, na stejném aktivu, s odstupem měsíců, a stále rozpoznat výsledek.

Kalibrace udržuje řetěz poctivý

Řetěz je jen tak dobrý, jak dobrý je jeho nejslabší odkaz. Přenosný vibrační kalibrátor vám umožní zkontrolovat akcelerometr a jeho kabeláž přímo na místě před testem, nikoli po neuspokojivém výsledku. Pro laboratoře, které udržují své vlastní referenční standardy, systém kontroly kalibrace uzavírá smyčku mezi přístroji používanými každý den a sledovatelným standardem za nimi.

Je to neokázalá práce. To je také důvod, proč lze měření provedené v září ještě v následujícím roce obhájit, když se někdo zeptá, zda se změnil senzor nebo struktura.

Budování celého řetězce s jedním týmem

Existuje argument pro sestavení akvizičního systému z dílů pocházejících od čtyř dodavatelů. Je to dobrý argument v teorii a únavný v praxi, zvláště v noci před testem, kdy vypadne jeden kanál a prvním úkolem je zjistit, na čí linku podpory zavolat. Nákup senzorů, akvizičního hardwaru, budícího zařízení, kalibračních nástrojů a analytického softwaru od jednoho týmu zajišťuje odpovědnost na jednom místě.

Tento druh práce děláme v Yangzhou léta a naše vlastní historie je docela obyčejná: inženýry, které už unavovalo vysvětlování, proč se akcelerometr a analyzátor neshodli, a nakonec se rozhodli udělat obojí. Pokud určujete rozsah nového systému nebo nahrazujete systém, který přerostl svůj účel, nejrychlejší cestou je obvykle krátký rozhovor o měření spíše než o čísle dílu. Popište, co potřebujete dokázat, a konfigurace má tendenci následovat.