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提示与趋势

April 27, 2021

用于测试和监测应用的振动测量和数据评估

无论您面临的挑战是针对状态监测、预测性维护、结构健康监测(SHM),还是各种测试应用程序中的高效数据存储和分析—一个舒适且易于运行的振动测量设置都是至关重要的。

Gantner Instruments为每种类型的加速传感器提供强大的I/O模块,带有与大多数标准传感器兼容的连接器,或者可根据您的需求进行调整。

使用Q.series X A108-4M1和A108-2M3 I/O模块从MEMS传感器获取数据

MEMS(微机电系统)传感器通常用于低至直流的低频振动测量。这些MEMS传感器,也被称为K-Beam传感器,运行时需要供电电压。新的 Q. series X A107和Q. series X A108模块提供传感器供电,设置简单方便。最多可将4个单轴MEMS传感器连接到A107-4M1模块和A108-4M1模块。

A107-4M1模块带标准DSUB 9针接口,而A108-4M1模块带标准1/4-28插座(类型 Comtronic 母插座,4针)。此外,两个三轴MEMS传感器可以通过其DSUB 9针(母)插座连接到A108-2M3模块上。

A107-4M1模块, A108-4M1模块和A108-2M3模块提供电隔离的传感器供电,供电电压+15 VDC,每通道采样率为20 kHz。A107-4M1模块为四通道差分输入,而A108-4M1/2M3模块的传感器输入类型可软件设置为差分或单端。这些A108模块为每个传感器输入提供了单端输入,可用于温度补偿。有了这个特性,可以进行更高精度的测量设置。

A108-4M1MEMS, 4/6 通道
A107-4M1MEMS, 4 通道
A111IEPE, 4 通道

将IEPE / ICP® 传感器连接到Q.series X A111的I/O模块

您是否需要建立一个基于IEPE(集成电子压电)、ICP®、ISOTRON®、DeltaTron、Piezotron、或PiezoStar(物理单位mv/g)的传感器测量链?我们的四通道A111模块可提供符合IEPE或ICP®标准的传感器供电,从而达到准确的信号调理。每通道采样率为100 kHz,并与其他通道、电源和总线隔离,以在I/O级别进行强大的滤波,并最大限度地提高系统稳健性。

 

注: A111 模块可以根据需求提供更高带宽

内置的抗混叠滤波器将A111模块的输入频率范围限制在20 kHz以内。此带宽范围适合大多数IEPE传感器,并保证无混叠测量信号。
然而,如果需要更高频率的信号,例如用冲击脉冲法(SPM)对滚动轴承进行分析和监测,可应要求提供A111-HB模块。在冲击脉冲法中,一个特殊的传感器以其谐振频率被激发。例如,当一个球击中滚珠轴承、滚柱轴承的内圈或外圈时,这种情况就会发生。非常微弱的压力波在传感器的共振频率范围内产生较大的振幅。典型的冲击脉冲传感器的谐振频率为32 kHz或36 kHz。A111-HB具有高达45khz的带宽,因此适合用于冲击脉冲传感器。HB版本没有抗混叠滤波功能。

另一个高带宽应用,可以使用带有扩展测量范围的A111-HB模块。A111-HB模块的输入范围为±25v,不支持IEPE。因此,它非常适合读取机械保护系统的缓冲输出。

用于压电传感器的电荷放大器–A141模块

当涉及到有限的安装空间,表面或环境温度高的特殊应用时,PE(压电)传感器是最好的选择。由于它们的直接电荷输出(物理单元pC/g),这些传感器在传感器外壳中没有任何电子元器件,使得它们外形小巧并抗高温耐用。然而,这些传感器需要外部信号调理将电荷转换为标准电压信号。在过去,这种转换是通过外部设备实现的,如在线电荷放大器,再将电荷放大器的输出连接到数据采集系统。

通过Q.series X A141电荷放大器,我们提供了一个四通道带信号调理的I/O模块,可以满足对外部设备的需求。

根据要测量的电荷信号,我们提供了两种模式供您选择,一种是快速瞬态和脉动信号,另外一种是几乎静态的信号。当您面对广泛的测量范围时,A141模块可能是一个最佳选择。可将A141模块用于涉及加速计、力、压力传感器的测量挑战。

A141Piezo, 4 通道

如您想详细了解并进一步比较不同传感器和信号调理技术,我们的一页概述可以供您快速浏览。

点击这里,打开 PDF文件

您可以将所有这些I/O模块连接到我们功能强大的数据采集控制器和智能边缘计算设备Q.station X.  Q.station X控制器可以为您评估振动数据,以减少存储数据数量,并独立于任何连接的计算机发布警告或者警报。

 

以下参数可在时域内计算::

  •  
  • 有效值
  •  
  • 峰值
  • 峰峰值
  • 波峰
  • 峰度

 

这些参数在频域内可评估:

  • RMS (频谱带,频带)
  • 振动速度
  • 振动位移
  • 最大振幅 @ 频率
  • FFT 谱分析
  • 其他趋势参数

 

 

在GI.bench软件中的FFT设置中执行

参数的配置很容易使用算术变量或在GI.bench软件中的FFT设置中执行。

所有这些参数都可以触发原始数据的存储,并可设置预触发和后触发的条件。这有助于将数据量保持在较低水平,因为在特定事件发生或特定条件满足时才会存储原始值。

 

配置用于长期趋势分析的统计功能

对于长期趋势分析,可使用其他统计功能,如最大值、最小值、平均值和标准偏差等。在这些函数的帮助下,可以从RMS、峰值或有效振动速度等参数形成趋势。统计功能的计算时长可以单独设置,如1分钟内RMS值的最大值。

对于计算机(客户端)级别的数据存储和可视化,我们提供了我们的GI.bench软件。这款功能强大且设计精良的软件不仅仅是一个配置测量链的工具。它提供数据存储功能,包括合并来自不同控制器的数据流,或独立于任何基于windows的用户界面的冗余和可扩展的存储平台。

 

但是当涉及到如何可视化大量数据点并提供概览视图仪表板时,GI.bench 软件发挥了它的优势。易于使用的拖放图形元素,如YT / XY图表,仪表,柱状图,按钮和滑块,可使得任何视图仪表板在几秒内配置完成。来自测量系统的通道或已处理的变量也可以通过拖放应用于视图仪表板,甚至图片或者来自IP摄像机的视频流都可以集成到配置界面,已到达完美概览测试设备的目的。

如果您希望与您的团队共享测量数据,或者需要多个屏幕同时可视化所有数据,您可以轻松地使用任何标准web浏览器连接到DAQ系统和视图仪表板。

GI.bench 带有FFT和多种图形元素的视图仪表板

本指南提供了Gantner Instruments DAQ模块的详细概述

物体、机器或结构的振动可以用不同类型的传感器,例如用加速度传感器测量,根据所使用的传感器,信号调理可以由传感器或DAQ系统来完成。

因此,收集高质量的振动数据不仅需要合适的传感器,还需要一个正确配置的高质量数据采集系统。

下载我们的操作指南,可将其用于配置任何加速度传感器的参考。

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Author: Benedikt Heinz

Benedikt Heinz is Gantner Instrument's Vice President and Global Sales Manager.

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