Monitorització de la salut estructural d’infraestructures civils mitjançant sensors de vibració sense fils: 8 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

El deteriorament de l’antic edifici i de les infraestructures civils pot provocar una situació mortal i perillosa. El seguiment constant d’aquestes estructures és obligatori. La vigilància de la salut estructural és una metodologia extremadament important per avaluar la “salut” d’una estructura avaluant el nivell de deteriorament i la vida útil restant dels sistemes d’infraestructures civils.

Les xarxes de sensors sense fils s’han instal·lat en moltes aplicacions industrials, com ara l’anàlisi de vibracions de turbines eòliques, l’anàlisi de vibracions de turbines hidràuliques, etc. Mesurar el nombre de vibracions, la temperatura i altres aspectes ens pot ajudar a prevenir el dany i el deteriorament de la infraestructura.

En aquest instructiu passarem a través de sensors de vibració i temperatura sense fils i els seus avantatges són controlar la salut estructural. Així doncs, aquí demostrarem el següent:

• Sensors de vibració i temperatura sense fils.
• Monitorització estructural mitjançant aquests sensors.
• Recopilació i anàlisi de les dades mitjançant un dispositiu de passarel·la sense fils
• Publicació i subscripció a dades del sensor mitjançant Ubidots

Pas 1: especificacions de maquinari i programari

Especificació de programari

• Un compte UbiDots
• IDE Arduino

Especificació de maquinari

• ESP32
• Sensor de temperatura i vibració sense fils
• Receptor Zigmo Gateway

Pas 2: sensors de vibració i temperatura sense fils

Es tracta d’un sensor de temperatura i vibració sense fils IoT industrial de llarg abast, amb un rang de fins a 2 milles mitjançant una arquitectura de xarxa de malla sense fils. Incorporant un sensor de vibració i temperatura de 16 bits, aquest sensor transmet dades de vibracions molt precises a intervals definits per l'usuari. Té les funcions següents:

• Sensor de vibració de 3 eixos de grau industrial amb un rang de ± 32 g
• Calcula la vibració RMS, MAX i MIN g
• Eliminació de soroll mitjançant el filtre de pas baix
• Rang de freqüència (amplada de banda) fins a 12, 800 Hz
• Velocitat de mostra fins a 25, 600Hz
• Comunicació xifrada amb un rang sense fils de 2 milles
• Rang de temperatura de funcionament -40 a +85 ° C
• Instal·lació mural o muntada amb imant IP65 Exemple de programari per a Visual Studio i LabVIEW
• Sensor de vibració amb opció de sonda externa
• Fins a 500.000 transmissions de 4 bateries AA Hi ha moltes opcions de passarel·la i mòdem disponibles

Pas 3: directrius generals sobre vibracions

A continuació, es mostren alguns estàndards de vibració recomanats; podeu comparar aquestes lectures amb el nostre sensor de temperatura de vibració sense fils IoT de llarg abast per determinar si el vostre dispositiu funciona correctament o si pot requerir servei (tingueu en compte que l’equip i l’aplicació reals poden variar):

• 0,01 g o menys - Excel·lent estat, no cal fer cap acció
• 0,35 g o menys: bon estat, no cal fer cap acció a menys que la màquina faci soroll o funcioni a una temperatura anormal
• 0,5 g o menys: bon estat, no cal fer cap acció tret que la màquina faci soroll o funcioni a una temperatura anormal
• 0,75 g o més - Condició rugosa, possible acció necessària si la màquina és sorollosa i també comproveu la temperatura del coixinet
• 1 g o més: condicions molt dures, anàlisi addicional i comprovació de si ho fa contínuament. A més, comproveu si hi ha soroll i temperatura
• 1,5 g o més: nivell de perill, definitivament hi ha un problema a la màquina o a la instal·lació. A més, comproveu el registre de temperatura
• 2,5 g o més: apagueu la màquina immediatament i busqueu possibles causes. Truqueu a un tècnic per a la reparació immediata Per a maquinària pesada, aquestes lectures podrien ser d’1,5 a 2 vegades més que les indicades anteriorment.

Pas 4: Obtenir els valors del sensor de vibració

Els valors de vibració que obtenim dels sensors són en mil·lis. Consisteixen en els següents valors

• vibració rms al llarg de l’eix x.
• vibració efectiva al llarg de l’eix y.
• vibració rms al llarg de l’eix z.
• vibració mínima al llarg de l’eix x.
• vibració mínima al llarg de l’eix y.
• vibració mínima al llarg de l’eix z.
• vibració màxima al llarg de l’eix x.
• vibració màxima al llarg de l’eix y.
• vibració màxima al llarg de l’eix z.

Pas 5: publicació dels valors a Ubidots

Ara, per visualitzar les dades publicades al tauler d’Ubidots. cal afegir-hi les variables i els ginys

Feu clic al signe "+" a l'extrem superior dret

• Seleccioneu el widget
• afegiu la variable

Pas 6: visualitzeu les dades

Pas 7: Notificació per correu electrònic mitjançant Ubidots

Ubidots ens proporciona una altra eina per enviar una notificació per correu electrònic a l'usuari. Hem creat un esdeveniment d’alerta de temperatura que sempre que la temperatura supera els 30 graus, s’enviarà un missatge de correu automàtic a l’usuari. Quan es torna a l'estat normal, s'envia un altre correu automàtic a l'usuari per notificar-lo.

Pas 8: Codi general

El firmware d'aquesta configuració es pot trobar en aquest dipòsit de GitHub