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Spider-80X多通道網路動態數據採集系統

 

 

 

 

 

 

 

簡介

美國Crystal Instruments公司開發的Spider-80X是一個高度模組化、任意配置和通道數可任意變化的動態測試系統,是方便、快速和精確的數據記錄、實時信號分析和振動控制的理想設備,可廣泛應用於機械狀態監測、汽車、航空、航太、電子及預防保養領域。

 

  1. Spider-80X之特點
  • 高度模組化、分佈式、網路化結構的動態測試系統
  • 4~1024輸入通道數
  • 全部通道時間同步
  • 支援與PC連結工作模式和獨立的黑盒工作模式所有通道最高同步採樣率為102.4KHz
  • 24A/DD/A,130dB動態範圍電壓、IEPE、電荷,AC/DC耦合,TEDS支援
  • 所有通道可以以最大採樣率連續記錄數據
  • 支援乙太網路中透過雙絞線來傳輸電力到裝置(POE)AC/DC電源和備份電池
  • 內建信號發生器、數字I/O、硬體控制面板
  • 非常緊湊和堅固的結構設計
  • 可配置的信號分析功能CSA:數字濾波器、瞬態捕捉、FFT、功率譜PSD、頻響函數FRF及相位
  • 階次分析、瀑布圖、倍頻程濾波、模態數據採集

 二、Spider-80X之功能

  1. 高度模組化結構、可靈活配置的動態數據採集系統,最高支持1024個通道。並可以根據實驗室或現場的實際情形,可集中或網路化分佈配置。單一個模塊本身就是一個完整的儀器,可用於小規模測試系統;任意數量的模塊通過網路連接可以組成一個大系統。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.數據紀錄:即時記錄原始採集數據,設備內置高速閃存可完整的保存原始數據,Spider-80X還可將數據值接保存至電腦中。

3.即時量測和分析:在採集和保存原始訊號的同時,可以即時地進行各種訊號處理和分析,即時顯示分析結果,便於在第一時間獲得關於訊號特徵訊息,發現測試過程中可能的錯誤。

4.結構分析:通過力錘或激振器進行模態數據採集時,Spider-80X能為計算出任何一通道與其他所有通道之間的互譜、傳遞函數和平均相干。

5.旋轉機械階次追蹤:高精度量測分析旋轉機械的振動與噪音,需要一個高性能的、具有合適功能的分析設備,由其是機械在升速和減速的過程研究。Spider-80X對旋轉機械的解決方案,為客戶推出帶有轉子功能的聲學測試和階次追蹤分析技術。

6.倍頻程和聲級計聲學測試:Spider-80X是具有大動態範圍的高階設備,基於IEC61672標準,一級的精度指標。聲學測試包括1/n倍頻程測試和聲級計測試,能在能在最短時間裡提供最高精度的結果。

7.衝擊、振動、噪聲和電壓量測試:Spider-80X模組支援電壓、電荷和IEPE輸入方式,是理想的衝擊、振動、噪聲和電壓量測試設備。

8.Spider80X系統運型模式:

模式 1: PC連機單模組模式

 

 

 

 

 

一個Spider-80X模組可以與PC直接或通過LAN乙太網路連接,可以不通過交換器(Ethernet Switches)。這時PC作用如一個終端,上面運行EDM軟體進行控制和監測。

模式 2: PC聯機多模組模式

 

 

 

 

 

 

 

多個Spider-80X模組可以連接組成一個高通道數的系統。多個交換器(Ethernet Switches)可以串連以擴展可連接模組數。PC作為終端,運行EDM軟體進行控制和監測。

模式 3: 單模組黑盒模式

 

 

 

 

 

 

 

 

與模式1相比運行時不需要PC。但需要通過PC安裝一個使用者定製的軟體工作引擎到Spider-80X模組上,Spider-80X模組開始工作後不需要PC。在本模式下,PC的作用僅僅上預先設置Spider80X工作流程和測試完成後下載數據文件。

模式 4: 通過交換器(Ethernet Switches)連接的多模組黑盒模式

 

 

 

 

 

 

 

 

類似於模式2但是運行時不需要PC。但需要通過PC安裝一個使用者定製的軟體工作引擎到Spider-80X模組上,Spider-80X模組開始工作後不需要PC。在本模式下,PC的作用僅僅上預先設置Spider-80X工作流程和測試完成後下載數據文件。

  1. 9.Spider-X80模組可以在PC機的控制下運行,也可以脫離PC,運行在「黑盒」模式(即交換器)。「黑盒」模式的測試流程定義好後下載到模組上,再通過手動或由某一事件觸發啟動。「黑盒」模式或網路化配置的系統結構,可以讓使用者將測試設備放置在離被測對象盡可能近的地方。每個Spider-80X模組都內建獨立的儲存單元,用於儲存程序軟體和測試數據。並且其真正分佈式的結構保證了可以全速記錄信號而不受網路速率的限制。
  2. 10.應用領域:

航太航空與軍事、汽車業、電子、風力發電、電力、紙張加工、結構測試、模態測試、轉子動平衡、機械狀態監測、結構振動監測、建築地震監測、聲學測量、自動化生產測試、振動台振動控制

 

二、 Spider-80X之性能:

1.Spider具有業內產品的最佳性能指標、包括極高的動態範圍(130dB)、大容量存儲(4GB)和適用於各類環境的堅固設計(通過EMI、溫度、跌落衝擊、正弦與隨機振動等嚴格環境測試)

2.Spider-80X模組採用SMB(Server Message Block)接頭實現了適用於動態信號測試和遠程監測小型化設計,其結構非常緊湊,4Spider80模組(32通道)可以放入11U高度的19英吋上架機箱中。

3.Spider-80X採用高速浮點DSP處理器管理數據輸入/輸出,並進行實時處理,同時配置了4G記憶卡用於數據存儲。特別的散熱和低功耗設計使得不需要冷卻風扇,從而降低了能耗並消除了噪聲。

4.採用獨特的信號處理技術,Spider-80X可以達到 130dB的動態範圍。這種高動態範圍技術使得Spider-80X不需要像傳統數據採集設備那樣設置輸入量程/放大係數。

5.多個Spider-80X模組可以組成一個高通道數的系統。Spider-80X系統可以由多種不同的Spider80模組組成,並可以在不同的設置間切換。通過多個Spider-80X模組,一個Spider-80X系統可以有4~1024個輸入通道,全部可以同步採樣。多個Spider-80X模組可以通過IEEE1588協議進行精確的時間同步,從而所有通道在頻率域上可以獲得完美的相位匹配特性,這些通道可以位於同一個或不同的模組上。

6.每個Spider-80X模組配有8個輸入通道,可以精確地測量和記錄動態和靜態信號。內建的大容量記憶卡可同時記錄8個通道的採樣數據,最大採樣率102.4KHz/通道,記錄的同時,可以進行實時的時域和頻域信號分析。每個模組還內建兩個信號發生器,可以同步輸出各種波形。

7.Spider-80X的供電可以採用AC/DC電源、乙太網供電(PoE)或內建的備份電池。PoE方式通過乙太網交換器(Ethernet Switches)為模組提供電源,不再需要其它電源線。對於配置多個Spider模組的系統,可以使用一個或多個支援PoE功能和網路交換器,CI公司可以提供Spider-M5Spider-M9兩種交換器(Ethernet Switches)。這兩種交換器分別有5個和9個乙太網接口。交換器通過串聯就可以支援幾百個輸入通道。採用PoE後,Spider模組和PC之間只有LAN電纜線,這極大地減少了電纜的需要量,也降低了測試系統成本、提高了可靠性,方便維護,系統安裝效率高,而且非常靈活性。

8.Spider-80X的硬體經過了嚴格的環境測試,有:EMI(電磁干擾)、溫度、跌落衝擊、正弦與隨機振動。這些實驗保證了設備可以經受長途運輸的考驗,並長期穩定的工作。

 

三、 Spider-80X之規格

 

輸入通道

每個模組8個輸入通道,BNC接頭,多個模組可以通過網路組成最高1024通道的系統,支援電荷、電壓和IEPE輸入;單端和差分;ACDC耦合,130dB動態範圍,24A/D轉換器,量程+/-20V,最大102.4KHz採樣率/通道

輸出通道

2 個。SMB接頭,100dB動態範圍,24A/D轉換器,輸出範圍+/- 10 V

通道間相位精度

< +/-1.0 degree20 kHz採樣率,所有通道間

尺寸

238.8 mm x 215.7 mm x 20 mm,4 Spider-80 可以放入一個 1U 高度的標準19英吋」上架機箱中

重量

1.3Kg

電源

外接 DC 電源、乙太網供電(PoE)或內建備用電池

PC 連接

100 BaseT, RJ45 插座可連接 PC 或網路交換器(Ethernet Switches)

存儲單元

4GB 記憶卡用於數據存儲

LED指示燈

電源, 運行/停止, 記憶卡容量, LAN網路連接狀態

實時分析功能

數據記錄、數學運算 (+,-,*,/), 積分,微分, FFT, average, 加窗, 自功率譜, 互譜, 頻率響應FRF, 相干, 實時濾波器, RMS, 倍頻程, 階次跟蹤分析, 正弦掃頻分析, 閾值檢測, 報警等

工作模式

PC多機串連工作模式或獨立的黑盒模式。

四、 Spider-80X之品質

1. Spider-80X被設計成可以管理任何連接失敗的情況,而不會遺失數據。

2. 配有一個內建的備用電池可避免斷電和電子干擾故障。當與PC的連接意外中斷後,軟體仍可以安全地運行,並恢復到正常狀態。系統會一直監測傳感器連接狀態和是否過載。

五、 Spider-80X之商機:

1. 山衛工程技術團隊將根據該實驗室、製程產線、室外現地之實際情況,以集中或網路化分佈配置,為客戶提供遠端數據訊號擷取,達到遠距監測與即時診斷之效果。

2. 利用Spider-80X收集裝設於旋轉機械上加速規的訊號,並配合Visual Signal時頻分析軟件,連續監測機械運轉狀態。利用時頻圖在發生異常時診斷出發生問題所在,而能隨即做出處置;在發生異常前預測問題所在及發生時間,隨即可排程進行維修改善。

3. 風力發電機之風車葉片振動監測;機場噪音監測;地震、土石流及地下水監測等。

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