Structurele gezondheidsbewaking van civiele infrastructuren met behulp van draadloze trillingssensoren - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:17

De verslechtering van het oude gebouw en de civiele infrastructuur kan leiden tot een dodelijke en gevaarlijke situatie. De constante monitoring van deze constructies is verplicht. Structurele gezondheidsmonitoring is een uiterst belangrijke methode bij het evalueren van de 'gezondheid' van een constructie door de mate van achteruitgang en de resterende levensduur van civiele infrastructuursystemen te beoordelen.

Wireless Sensor Networks is geïnstalleerd in veel industriële toepassingen, zoals trillingsanalyse van windturbines, trillingsanalyse van waterturbines enz. en heeft opmerkelijk goed gepresteerd bij het bestrijden van veel van de industriële complicaties. Het meten van het aantal trillingen, temperatuur en andere aspecten kan ons helpen om schade en achteruitgang van de infrastructuur te voorkomen.

In deze Instructable gaan we door draadloze vibratie- en temperatuursensoren en de voordelen ervan bij het bewaken van structurele gezondheid. Dus hier zullen we het volgende demonstreren-

• Draadloze trillings- en temperatuursensoren.
• Structurele monitoring met behulp van deze Sensoren.
• Verzamelen en analyseren van de gegevens met behulp van een draadloos gateway-apparaat
• Publiceren en abonneren op sensorgegevens met Ubidots

Stap 1: Hardware- en softwarespecificaties

Softwarespecificatie:

• Een UbiDots-account
• Arduino IDE

Hardwarespecificatie:

• ESP32
• Draadloze temperatuur- en trillingssensor
• Zigmo Gateway-ontvanger

Stap 2: Draadloze trillings- en temperatuursensoren

Dit is een industriële IoT draadloze vibratie- en temperatuursensor met een groot bereik, met een bereik tot 2 mijl met behulp van een draadloze mesh-netwerkarchitectuur. Deze sensor bevat een 16-bits trillings- en temperatuursensor en verzendt zeer nauwkeurige trillingsgegevens met door de gebruiker gedefinieerde intervallen. Het heeft de volgende kenmerken:

• Industriële 3-assige trillingssensor met ± 32 g bereik
• Berekent RMS, MAX en MIN g trillingen
• Ruisverwijdering met behulp van laagdoorlaatfilter
• Frequentiebereik (bandbreedte) tot 12, 800 Hz
• Samplefrequentie tot 25, 600Hz
• Versleutelde communicatie met een draadloos bereik van 2 mijl
• Bedrijfstemperatuurbereik -40 tot +85 °C
• Wandmontage of magneetmontage Behuizing met IP65-classificatie Voorbeeldsoftware voor Visual Studio en LabVIEW
• Trillingssensor met optie voor externe sonde
• Tot 500.000 transmissies van 4 AA-batterijenVeel gateway- en modemopties beschikbaar

Stap 3: Algemene trillingsrichtlijnen

Hier zijn enkele aanbevolen trillingsnormen. U kunt deze metingen vergelijken met onze lange afstand IoT draadloze trillingstemperatuursensor om te bepalen of uw apparaat goed werkt of dat er onderhoud nodig is (merk op dat de werkelijke apparatuur en toepassing kunnen variëren):

• 0,01 g of minder - uitstekende staat, geen actie vereist
• 0,35 g of minder - Goede staat, geen actie vereist tenzij de machine luidruchtig is of op een abnormale temperatuur draait
• 0,5 g of minder - Redelijke staat, geen actie vereist tenzij de machine luidruchtig is of op een abnormale temperatuur draait
• 0,75 g of meer - Ruwe staat, mogelijke actie vereist als de machine luidruchtig is en controleer ook de lagertemperatuur
• 1g of meer - Zeer ruwe omstandigheden, verdere analyse en kijk of het dit continu doet. Controleer ook op geluid en temperatuur
• 1,5 g of meer - Gevaarniveau, er is zeker een probleem in de machine of installatie. Controleer ook het temperatuurlogboek
• 2,5 g of meer - Schakel de machine onmiddellijk uit en zoek naar mogelijke oorzaken. Bel een monteur voor onmiddellijke reparatie. Voor zware machines kunnen deze waarden 1,5 keer tot 2 keer hoger zijn dan hierboven vermeld.

Stap 4: De trillingssensorwaarden verkrijgen

De trillingswaarden die we van de sensoren krijgen, zijn in millis. Deze bestaat uit de volgende waarden:

• rms-trilling langs de x-as.
• rms-trilling langs de y-as.
• rms-trilling langs de z-as.
• minimale trilling langs de x-as.
• minimale trilling langs de y-as.
• minimale trilling langs de z-as.
• maximale trilling langs de x-as.
• maximale trilling langs de y-as.
• maximale trilling langs de z-as.

Stap 5: De waarden publiceren naar Ubidots

Nu om de gepubliceerde gegevens in het Ubidots-dashboard te visualiseren. we moeten de variabelen en de widgets eraan toevoegen

Klik op '+' teken in de rechterbovenhoek

• Selecteer de widget
• voeg de variabele toe

Stap 6: Visualiseer de gegevens

Stap 7: E-mailmelding met Ubidots

Ubidots geeft ons een ander hulpmiddel om een e-mailmelding naar de gebruiker te sturen. We hebben een gebeurtenis met temperatuurwaarschuwing gemaakt, dat wil zeggen dat wanneer de temperatuur boven de 30 graden komt, er een geautomatiseerde e-mail naar de gebruiker wordt verzonden. Wanneer het weer in de normale toestand komt, wordt er nog een geautomatiseerde e-mail naar de gebruiker gestuurd om hem/haar op de hoogte te stellen.

Stap 8: Algemene code

De firmware van deze setup is te vinden in deze GitHub-repository