我正在接收良好的振動(dòng)：Voyager 3 無(wú)線振動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)

1966 年，美國(guó)搖滾樂(lè)隊(duì)海灘男孩 (Beach Boys) 推出了他們最熱門的歌曲之一“Good Vibrations”。標(biāo)題和歌詞的前提是，一個(gè)人可以通過(guò)正常五種感官以外的其他感官來(lái)感知他們之間是否會(huì)擦出愛(ài)的火花。作詞者聲稱他從女孩身上獲得的共鳴（振動(dòng)）是“好的”，因此，他們的命運(yùn)將會(huì)碰撞。

拾取振動(dòng)

我不確定一個(gè)超感官如何感知良好的振動(dòng)。作為一名工程師，我更喜歡通過(guò)我的感官或科學(xué)儀器來(lái)感知振動(dòng)。在物理學(xué)中，振動(dòng)是機(jī)械振蕩，可以用頻率、振幅、相位和形狀來(lái)描述。振動(dòng)允許將勢(shì)能（儲(chǔ)存的）能量轉(zhuǎn)化為動(dòng)能（運(yùn)動(dòng)）能量。Analog Devices是將精密信號(hào)鏈投入使用的全球領(lǐng)導(dǎo)者。他們擅長(zhǎng)的技術(shù)領(lǐng)域之一是慣性微機(jī)電系統(tǒng) (MEMS) 傳感器。該博客將介紹設(shè)計(jì)人員如何將Voyager 3 平臺(tái)用作基于 MEMS 加速度計(jì)的振動(dòng)監(jiān)測(cè)的無(wú)線信號(hào)鏈的系統(tǒng)評(píng)估解決方案（圖 1）。

圖 1：Analog Devices 的 EV-CBM-VOYAGER3-1Z 是用于基于 MEMS 加速度計(jì)的振動(dòng)監(jiān)測(cè)的無(wú)線信號(hào)鏈的評(píng)估工具。（來(lái)源：Analog Devices）

基于狀態(tài)的監(jiān)控 (CbM)

工程師想了解工業(yè)設(shè)備的健康狀況。這種類型的健康可能包括從電機(jī)和泵到軸承和編碼器。感測(cè)物理振動(dòng)并進(jìn)行測(cè)量是有助于將機(jī)械噪聲與電氣噪聲隔離開(kāi)來(lái)、改進(jìn)機(jī)器診斷的數(shù)據(jù)來(lái)源?；跔顟B(tài)的監(jiān)控 (CbM) 可以實(shí)時(shí)及早檢測(cè)和診斷機(jī)器和系統(tǒng)異常。識(shí)別和隔離這些問(wèn)題為優(yōu)化備件庫(kù)存、安排計(jì)劃內(nèi)維護(hù)的停機(jī)時(shí)間以及進(jìn)行運(yùn)行時(shí)流程調(diào)整創(chuàng)造了機(jī)會(huì)，從而延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。這些機(jī)器健康洞察力可提高生產(chǎn)力、提高效率并最大限度地延長(zhǎng)正常運(yùn)行時(shí)間，從而加速實(shí)現(xiàn)工業(yè) 4.0。

航海者三號(hào)：無(wú)線振動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)

這就是 Analog Devices 提供的系統(tǒng)解決方案的用武之地。它使用戶能夠快速將無(wú)線解決方案部署到機(jī)器或測(cè)試裝置。它還允許工程師評(píng)估 ADI 用于振動(dòng)監(jiān)測(cè)的 MEMS 傳感器技術(shù)和用于工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的 ADI SmartMESH 技術(shù)。

它結(jié)合了機(jī)械附件、硬件、固件和 PC 軟件，可以快速部署和評(píng)估三軸振動(dòng)監(jiān)測(cè)解決方案。該模塊可以通過(guò) ?"-28 (M6-0.75) 螺柱直接連接到電機(jī)或夾具。它還可以與同一無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)上的其他模塊結(jié)合使用，以提供具有多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的更廣泛的畫(huà)面，作為基于狀態(tài)的監(jiān)控 (CbM) 系統(tǒng)；允許對(duì)平臺(tái)進(jìn)行快速評(píng)估。

解決方案概述

CbM 硬件信號(hào)鏈由安裝在模塊底座上的三軸、超低功耗、超低噪聲ADXL356 MEMS 加速度計(jì)組成。ADXL356 的輸出經(jīng)過(guò)調(diào)理并通過(guò)三個(gè)低功耗 AD7685 16 位菊花鏈 ADC轉(zhuǎn)換為數(shù)字。ADC 輸出在 ADuCM4050 低功耗微控制器中被緩沖并轉(zhuǎn)換為頻域，然后從那里流式傳輸?shù)?SmartMESH IP 節(jié)點(diǎn)（圖 2）。

圖 2：無(wú)線振動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。（來(lái)源：Analog Devices）

時(shí)域和 FFT 數(shù)據(jù)從 SmartMESH 芯片無(wú)線傳輸?shù)?SmartMESH IP 管理器。管理器連接到 PC，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化和保存。數(shù)據(jù)顯示為原始時(shí)域數(shù)據(jù)和 FFT 數(shù)據(jù)。

提供了有關(guān)時(shí)間聚合數(shù)據(jù)的其他摘要統(tǒng)計(jì)信息。PC端GUI的完整Python代碼和部署到模組的C固件，可實(shí)現(xiàn)客戶適配。它提供高達(dá) 1.5kHz 帶寬的機(jī)械安裝和測(cè)量能力。

結(jié)論

如果您是一位關(guān)注工業(yè) CbM 的工程師，那么用于加速資產(chǎn)監(jiān)控和解決方案開(kāi)發(fā)的基于 MEMS 的無(wú)線振動(dòng)監(jiān)控套件可能正是您所需要的。Analog Devices 的 Voyager 3 平臺(tái)將確保您接收到的任何振動(dòng)都只用于行善。這些“良好的振動(dòng)”可以大大優(yōu)化正常運(yùn)行時(shí)間和運(yùn)行效率，從而延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。

審核編輯黃昊宇