Voyager 3：CbM 无线振动监测平台

我正在接收良好的振动：Voyager 3 无线振动监测平台

1966 年，美国摇滚乐队海滩男孩 (Beach Boys) 推出了他们最热门的歌曲之一“Good Vibrations”。标题和歌词的前提是，一个人可以通过正常五种感官以外的其他感官来感知他们之间是否会擦出爱的火花。作词者声称他从女孩身上获得的共鸣（振动）是“好的”，因此，他们的命运将会碰撞。

拾取振动

我不确定一个超感官如何感知良好的振动。作为一名工程师，我更喜欢通过我的感官或科学仪器来感知振动。在物理学中，振动是机械振荡，可以用频率、振幅、相位和形状来描述。振动允许将势能（储存的）能量转化为动能（运动）能量。Analog Devices是将精密信号链投入使用的全球领导者。他们擅长的技术领域之一是惯性微机电系统 (MEMS) 传感器。该博客将介绍设计人员如何将Voyager 3 平台用作基于 MEMS 加速度计的振动监测的无线信号链的系统评估解决方案（图 1）。

图 1：Analog Devices 的 EV-CBM-VOYAGER3-1Z 是用于基于 MEMS 加速度计的振动监测的无线信号链的评估工具。（来源：Analog Devices）

基于状态的监控 (CbM)

工程师想了解工业设备的健康状况。这种类型的健康可能包括从电机和泵到轴承和编码器。感测物理振动并进行测量是有助于将机械噪声与电气噪声隔离开来、改进机器诊断的数据来源。基于状态的监控 (CbM) 可以实时及早检测和诊断机器和系统异常。识别和隔离这些问题为优化备件库存、安排计划内维护的停机时间以及进行运行时流程调整创造了机会，从而延长了设备的使用寿命。这些机器健康洞察力可提高生产力、提高效率并最大限度地延长正常运行时间，从而加速实现工业 4.0。

航海者三号：无线振动监测平台

这就是 Analog Devices 提供的系统解决方案的用武之地。它使用户能够快速将无线解决方案部署到机器或测试装置。它还允许工程师评估 ADI 用于振动监测的 MEMS 传感器技术和用于工业无线网络的 ADI SmartMESH 技术。

它结合了机械附件、硬件、固件和 PC 软件，可以快速部署和评估三轴振动监测解决方案。该模块可以通过 ¼"-28 (M6-0.75) 螺柱直接连接到电机或夹具。它还可以与同一无线网状网络上的其他模块结合使用，以提供具有多个传感器节点的更广泛的画面，作为基于状态的监控 (CbM) 系统；允许对平台进行快速评估。

解决方案概述

CbM 硬件信号链由安装在模块底座上的三轴、超低功耗、超低噪声ADXL356 MEMS 加速度计组成。ADXL356 的输出经过调理并通过三个低功耗 AD7685 16 位菊花链 ADC转换为数字。ADC 输出在 ADuCM4050 低功耗微控制器中被缓冲并转换为频域，然后从那里流式传输到 SmartMESH IP 节点（图 2）。

图 2：无线振动监测平台的内部结构。（来源：Analog Devices）

时域和 FFT 数据从 SmartMESH 芯片无线传输到 SmartMESH IP 管理器。管理器连接到 PC，可以进行数据可视化和保存。数据显示为原始时域数据和 FFT 数据。

提供了有关时间聚合数据的其他摘要统计信息。PC端GUI的完整Python代码和部署到模组的C固件，可实现客户适配。它提供高达 1.5kHz 带宽的机械安装和测量能力。

结论

如果您是一位关注工业 CbM 的工程师，那么用于加速资产监控和解决方案开发的基于 MEMS 的无线振动监控套件可能正是您所需要的。Analog Devices 的 Voyager 3 平台将确保您接收到的任何振动都只用于行善。这些“良好的振动”可以大大优化正常运行时间和运行效率，从而延长设备的使用寿命。

审核编辑黄昊宇