CoCo 80
 

Spider-80


Spider-80 網路化動態信號分析系統

      美國晶鑽儀器(Crystal Instruments)公司開發的Spider是一個結構上高度模組化、真正分佈式和可伸縮變化的動態測試系統,是需要方便、快速和精確的數據記錄、實時信號分析和振動控制的應用領域的理想設備,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。

     Spider的硬體設計集藝術性、最優化性能和靈活性於一體,可以滿足使用者的各種需求
Spider-80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,4個Spider80模組(共32通道)可以放入1個1U高度的19英吋上架機箱中。

    
      多個Spider模組可以組成一個高通道數的系統。Spider系統可以由多種不同的Spider模組組成,並可以在不同的設置間切換。通過多個Spider80模組,一個Spider系統可以有4~1024個輸入通道,全部可以同步採樣。多個Spider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。
      Spider80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。每個Spider-80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。


      Spider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。
 

       Spider-80模組可以在PC機的控制下運行,也可以脫離PC,運行在「黑盒」模式下。「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」模式或網路化分佈式的系統結構,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。


      Spider
的硬體經過了嚴格的環境測試,有:EMI、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。

Spider-80 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

典型應用領域

  • 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

 

Spider-80性能

Spider具有業內產品的最佳性能指標、包括極高的動態範圍、大容量存儲和適用於各類環境的堅固設計。
採用獨特的信號處理技術,Spider-80可以達到 130dB的動態範圍。這種高動態範圍技術使得Spider不需要像傳統數據採集設備那樣設置輸入量程/放大係數。
Spider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,同時配置了大容量的RAM和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。



 

Spider-80可靠性

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

 

Spider系統運行模式

下圖是 Spider系統幾種可能的運行模式
模式
1: PC連機單模組模式

一個Spider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模組上,Spider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模組上,Spider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工作流程和測試完成後下載數據文件。

 
振動分析各類頻譜及相關函數

Spider-80採用了非常精巧的FFT算法,且為使用者提供了齊全的窗函數,平均類型及譜線選擇,最高譜線可達64000線。強大的動態範圍不放過任何微小的信息。

Spider-80還為您提供了其他輔助的功能,如峰值的標定,細化分析,諧波總失真計算等。同時還提供了瀑布圖與色譜圖的顯示,以滿足不同使用者的需要。

 

結構分析(FRFs

通過力錘或激振器進行模態數據採集時,Spider-80為您計算出任何一個通道和其他所有通道之間的互譜,傳遞函數和平均相干。獨立的觸發視窗給使用者提供了親切的使用者界面,讓使用者選擇是否接受本次採集。

通過EDM的數據轉換,Spider-80的數據很容易與第三方工具聯合起來,為使用者提供模態振型結構。

 

旋轉機械階次跟蹤

高精度測量分析旋轉機械的振動和噪聲,需要一個高性能的,具有合適功能的分板設備,尤其是當機械在升速和減速的過程研究。Spider-80對與旋轉機械解決方案,為使用者推出了帶有轉子功能的聲學測試和階次跟蹤分析技術。

同步階次跟蹤分析,用於轉軸的轉速發生快速變換的振動或者噪聲分析。

階次和頻率提取:當振動或噪聲現象中包括共振,不平衡或調製等多種故障現象時,觀察和分析這些信號的一個很好辦法就是瀑布圖。瀑布圖幫助使用者從振動中分離階次。

常帶寬跟蹤:齒輪箱產生的振動噪聲與轉速相關聯。齒輪嚙合的噪聲必須按照一個合適的帶寬進行採集。在汽車工業中,常帶寬跟蹤解決方案對於這種類型的測量來說是一個很專業的工具。

 

聲學測試倍頻程和聲級計

Spider-80 良好的動態範圍使其位列高端設備。基於IEC61672標準,一級的精度指標。Spider-80的聲學測試包括1/n倍頻程測試和聲級計測試。

通過一個專業的親切界面,聲學測試解決方案在最短時間裡提供給使用者最高精度的結果。

 

應用軟體

工程數據管理軟體EDM管理Spider設備和數據分析應用。EDM使用方便,Windows風格的軟體管理PCSpider之間的通訊,下載測試數據到PC,以要求的格式顯示數據,並可將數據導出這各種標準格式,如ASAM-ODSUFFBUFF、使用者自定義的ASCII文件等。EDM瀏覽數據,並可以快速地通過數據特性、關鍵詞、縮略圖等方法找到需要的數據記錄。對原始採樣信號還可以進行回放和後處理操作。通過游標和縮放操作可以仔細觀研究信號特性。報告模板功能可以讓使用者自定義最終報告的內容。

無論使用者正在進行建築結構測試、機載振動測試、機場噪聲監測、或是風力發電機檢測,採用Spider,都可以通過Internet在千里之外進行監控,美國晶鑽儀器公司不但能滿足使用者今天的應用需求,也為使用者將來的需求增加做好了準備。

 

主要指標

輸入通道

每個模組8個輸入通道,SMB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。

 


 

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