傳感器
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一種由IIoT驅動的機器狀態監測方法

2021-04-01 來源:EEWORLD

本文編譯自todaysmedicaldevelopments


可靠的智能傳感器是預測性維護的基礎。通過捕獲關鍵性能數據(溫度,振動,位置,壓力的變化),制造商可以更好地了解其機器的狀況,從而降低潛在風險。接收實時信息使他們能夠看到趨勢并迅速做出反應,以避免可能導致代價高昂、破壞性的停機等故障,同時保證員工的人身安全。


隨著工廠進行數字化和自動化轉型,對設備需求正在急劇增長,以防止出現這些問題并實現主動維護。隨著需求的增長,隨著越來越多的工廠尋求持續的生產和效率,人們對傳感器更快速、準確和耐用的期望越來越高。


下一代數據驅動的解決方案


以極小的封裝捕獲多種類型的測量需求推動了多感測元件的開發,比如TE Connectivity的830M1嵌入式壓電(PE)三軸加速度計。通過嵌入式可感應加速器來監視機器的運行狀況,在這些情況下,寬帶寬、小尺寸、低功耗和強大的性能至關重要。加速度計更高分辨率為苛刻環境下的工業狀態監測應用提供了長期、穩定和準確的可靠解決方案。其完全密封的無鉛芯片載體(LCC)封裝使得PCB上的傳感器在單個封裝中就可以進行測量,而不必分別在三個芯片中測量X、Y和Z的加速度,從而減少了封裝尺寸并降低了成本。


TE產品管理總監Bjorn Ryden說:“這些傳感器為您提供了無窮的數據,不僅可以幫助工廠7*24小時全天候運行,還可以提高機械效率,因為可以不斷地在線調整參數。通過最大程度地減少停機時間來提高生產率,并有助于解決工作場所的安全問題。”


在開發過程中,TE專注于關鍵參數和設計組件,以簡化連續狀態監視,提供信息指導更好的決策,以便支持在惡劣環境下運行。830M1的核心技術元素是內部壓電式傳感技術,可提供出色的頻率響應,測量分辨率,長期穩定性和最小的漂移。壓電式傳感不需要電源,并且可以在電流要求非常低的設備中提供信號調理(電荷到電壓的轉換)。


“這是一種可靠的技術。” Ryden說,“關鍵優勢是寬帶寬或頻率響應。由于830M1提供高達15kHz的頻率響應帶寬,因此它還具有出色的測量分辨率。使最終用戶能夠確定高速應用中非常早期的故障。”


車間工人越早發現問題,維修方案的成本就越低。


未來的傳感器技術


Ryden預測,支持工業物聯網(IIoT)的工廠將繼續成為傳感器應用的主要驅動力,從而使設備更準確,更耐用。最終制造商將獲得改善的質量,可見度和生產控制。


傳感器技術的進步也將繼續使預測性維護更加可行和負擔得起。更簡單的安裝、小型化和無線感應將不斷降低成本。隨著工廠車間之間的連接越來越緊密,其他設備和應用程序將需要在較小的占地面積內安裝多個傳感器。這將推動傳感器進一步小型化,同時也降低功耗要求。此外,工程師將更多地依賴無線解決方案來翻新現有設備并實現高投資回報(ROI)。


另一個明顯的趨勢是傳感器融合度提高。這包括使用多傳感器集成,并在工廠車間連接所有設備,以捕獲多種類型的測量值,從而創建強大、可靠的數據輸出。


“830M1實際上是一個組合傳感器。它是一個三軸振動傳感器,同時也具有提供溫度輸出的電阻溫度檢測器(RTD)。” Ryden補充道,“最終用戶可以選擇從該傳感器讀取溫度和振動兩個指標。”


隨著IIoT變得更加安全,改善了關鍵數據的安全傳輸,傳感器融合將會加速。反過來,這將增強遠程操作功能。


越來越需要更智能的傳感器來處理和解釋大量數據。隨著我們進入一個更加互聯的世界,該領域正不斷發展。


在傳感器上實施人工智能和機器學習目前尚處于早期階段,但是隨著行業進入IIoT發展的下一階段,Ryden希望看到更多轉變。


“我們認為自己對于應對這個市場以及不斷發展的傳感器融合和人工智能(AI)市場至關重要。”Ryden說,“并且我們將繼續與客戶合作,并與生態系統合作伙伴一起解決這些挑戰,開發出滿足這些需求的下一代傳感器。”

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