Bauwerksüberwachung von zivilen Infrastrukturen mit drahtlosen Schwingungssensoren - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:19

Der Verfall der alten Gebäude und der zivilen Infrastruktur kann zu tödlichen und gefährlichen Situationen führen. Die ständige Überwachung dieser Strukturen ist zwingend erforderlich. Die Überwachung des baulichen Zustands ist eine äußerst wichtige Methode zur Bewertung des „Gesundheitszustands“eines Bauwerks, indem der Grad der Verschlechterung und die verbleibende Nutzungsdauer ziviler Infrastruktursysteme bewertet werden.

Wireless Sensor Networks wurde in vielen industriellen Anwendungen wie Schwingungsanalyse von Windturbinen, Schwingungsanalyse von Wasserturbinen usw. installiert und hat sich bei der Bestrahlung vieler industrieller Komplikationen bemerkenswert gut bewährt. Die Messung von Vibrationen, Temperatur und anderen Aspekten kann uns helfen, Schäden und Verschlechterungen der Infrastruktur zu verhindern.

In diesem Instructable werden wir drahtlose Vibrations- und Temperatursensoren und ihre Vorteile bei der Überwachung der strukturellen Gesundheit durchgehen. Hier werden wir also Folgendes demonstrieren-

• Drahtlose Vibrations- und Temperatursensoren.
• Bauwerksüberwachung mit diesen Sensoren.
• Sammeln und Analysieren der Daten mit dem drahtlosen Gateway-Gerät
• Veröffentlichen und Abonnieren von Sensordaten mit Ubidots

Schritt 1: Hardware- und Softwarespezifikationen

Softwarespezifikation

• Ein UbiDots-Konto
• Arduino-IDE

Hardware-Spezifikation

• ESP32
• Drahtloser Temperatur- und Vibrationssensor
• Zigmo Gateway-Empfänger

Schritt 2: Drahtlose Vibrations- und Temperatursensoren

Dies ist ein drahtloser IoT-Vibrations- und Temperatursensor mit langer Reichweite, der mit einer drahtlosen Mesh-Netzwerkarchitektur eine Reichweite von bis zu 2 Meilen bietet. Mit einem 16-Bit-Vibrations- und Temperatursensor überträgt dieser Sensor hochpräzise Vibrationsdaten in benutzerdefinierten Intervallen. Es hat die folgenden Funktionen:

• 3-Achsen-Vibrationssensor in Industriequalität mit einem Bereich von ±32 g
• Berechnet RMS, MAX und MIN g Vibration
• Rauschunterdrückung mit Tiefpassfilter
• Frequenzbereich (Bandbreite) bis zu 12.800 Hz
• Abtastrate bis zu 25, 600 Hz
• Verschlüsselte Kommunikation mit 2-Meilen-Wireless-Reichweite
• Betriebstemperaturbereich -40 bis +85 °C
• Wandmontiertes oder magnetmontiertes Gehäuse mit Schutzart IP65Beispielsoftware für Visual Studio und LabVIEW
• Vibrationssensor mit externer Sondenoption
• Bis zu 500.000 Übertragungen von 4 AA-BatterienViele Gateway- und Modemoptionen verfügbar

Schritt 3: Allgemeine Vibrationsrichtlinien

Hier sind einige empfohlene Vibrationsstandards. Sie können diese Messwerte mit unserem drahtlosen IoT-Vibrationstemperatursensor mit großer Reichweite vergleichen, um festzustellen, ob Ihr Gerät ordnungsgemäß funktioniert oder ob es möglicherweise gewartet werden muss (beachten Sie, dass die tatsächliche Ausrüstung und Anwendung variieren kann):

• 0,01 g oder weniger - Ausgezeichneter Zustand, keine Aktion erforderlich
• 0,35 g oder weniger - Guter Zustand, keine Maßnahmen erforderlich, es sei denn, die Maschine ist laut oder läuft bei einer anormalen Temperatur
• 0,5 g oder weniger - mäßiger Zustand, keine Maßnahmen erforderlich, es sei denn, die Maschine ist laut oder läuft bei einer anormalen Temperatur
• 0,75 g oder mehr – rauer Zustand, mögliche Maßnahmen erforderlich, wenn die Maschine laut ist und auch die Lagertemperatur überprüfen
• 1g oder mehr - Sehr raue Bedingungen, weitere Analyse und sehen, ob dies kontinuierlich geschieht. Überprüfen Sie auch auf Geräusche und Temperatur
• 1,5 g oder mehr - Gefahrenstufe, es liegt definitiv ein Problem in der Maschine oder Installation vor. Überprüfen Sie auch das Temperaturprotokoll
• 2,5 g oder mehr - Schalten Sie die Maschine sofort aus und suchen Sie nach möglichen Ursachen. Rufen Sie einen Techniker zur sofortigen Reparatur an. Bei schweren Maschinen können diese Messwerte das 1,5- bis 2-fache der oben aufgeführten Werte betragen.

Schritt 4: Abrufen der Vibrationssensorwerte

Die Vibrationswerte, die wir von den Sensoren bekommen, sind in Millis. Diese setzt sich aus folgenden Werten zusammen

• RMS-Schwingung entlang der x-Achse.
• Effektivwert der Schwingung entlang der y-Achse.
• Effektivwert der Schwingung entlang der z-Achse.
• minimale Schwingung entlang der x-Achse.
• minimale Schwingung entlang der y-Achse.
• minimale Schwingung entlang der z-Achse.
• maximale Schwingung entlang der x-Achse.
• maximale Schwingung entlang der y-Achse.
• maximale Schwingung entlang der z-Achse.

Schritt 5: Veröffentlichen der Werte in Ubidots

Visualisieren Sie nun die veröffentlichten Daten im Ubidots-Dashboard. wir müssen die Variablen und die Widgets hinzufügen

Klicken Sie oben rechts auf das '+'-Zeichen

• Wählen Sie das Widget aus
• füge die Variable hinzu

Schritt 6: Visualisieren Sie die Daten

Schritt 7: E-Mail-Benachrichtigung mit Ubidots

Ubidots bietet uns ein weiteres Tool, um dem Benutzer eine E-Mail-Benachrichtigung zu senden. Wir haben einen Temperaturalarm erstellt, bei dem immer dann, wenn die Temperatur über 30 Grad steigt, eine automatische E-Mail an den Benutzer gesendet wird. Wenn der Normalzustand wiederhergestellt ist, wird dem Benutzer eine weitere automatische E-Mail gesendet, um ihn zu benachrichtigen.

Schritt 8: Gesamtcode

Die Firmware dieses Setups finden Sie in diesem GitHub-Repository