Capteurs de vibrations sans fil LoRaWAN

Quel est le concept d’opérations (CONOPS) pour le modèle 8xx1N ?

La série 8xx1N est un capteur de vibrations incorporant l’alimentation, le traitement du signal et des données, et un système de communication radio sans fil Le 8xx1N surveille les vibrations selon des intervalles définis par l’utilisateur.

Lorsqu’un intervalle commence :

• Le 8xx1N s’allume
• Il surveille les vibrations pendant un intervalle de temps
• Il traite ces données de séries chronologiques à l’aide d’une FFT (Fast Fourier Transform ou Transformation de Fourier rapide)
• Il transmet ensuite des données récapitulatives sur les composantes de fréquence dérivées de la FFT. 

Ces données de fréquence peuvent être utilisées par les analystes et/ou les algorithmes pour identifier la présence et le type de pannes de la machine.

Le capteur permet une surveillance continue et permet d’éviter aux analystes des vibrations de se déplacer dans des endroits dangereux ou difficiles d’accès qui pourraient s’avérer coûteux. Il permet également de réduire les temps d’arrêt imprévus sur des équipements dont le coût de surveillance était jusqu’à présent prohibitif.

Le modèle 8xx1N a été conçu pour surveiller quel type de machines ?

La série 8xx1N est idéale pour les équipements rotatifs, tels que les pompes, les moteurs, les compresseurs, les boîtes de vitesses, les roulements et les joints mécaniques. Les capteurs surveillent les vibrations à intervalles fixes sélectionnables par l’utilisateur et transmettent les données de vibration via une connexion sans fil.

Le 8xx1N n’est pas conçu pour la surveillance des secousses sismiques ou des chocs lorsque l’événement vibratoire à mesurer se produit en courtes séquences ou à des intervalles irréguliers.

Comment le 8xx1N est-il monté sur l’équipement à surveiller ?

Le modèle 8xx1N nécessite une installation mécanique solide sur l’équipement. La première option est une fixation par goujon métallique afin de maximiser la transmission des vibrations. Les montages magnétiques et adhésifs sont des solutions secondaires lorsqu’un goujon n’est pas disponible. Lors de l’utilisation de supports adhésifs, l’époxy ou le cyanoacrylate est recommandé.

La mousse, le ruban adhésif ou tout autre montage souple ou spongieux n’est pas recommandé car cela réduirait considérablement les performances du capteur.

Quelle est la taille du capteur ?

Le capteur est un cylindre approximatif, mesurant 8 cm de haut sur 3,2 cm de diamètre. La partie supérieure est constituée d’un cache en plastique amovible qui recouvre l’électronique et la batterie. La base est en acier inoxydable 316L avec une tête hexagonale de 3,5 cm de diamètre.

Combien de capteurs faut-il sur une machine ?

Le nombre de points nécessitant une mesure sur une pièce d’équipement est soumis à de nombreuses considérations, notamment le type de machine, les types de défauts nécessitant une détection, les systèmes secondaires existants et le budget de l’opérateur pour l’équipement. Il est recommandé d’effectuer au minimum une mesure sur un seul axe, orienté radialement par rapport à l’axe de rotation.

Un capteur triaxial est une amélioration et peut être utilisé pour mesurer les vibrations sur plusieurs axes, y compris sur les directions axiale et tangentielle de l’équipement. Pour les machines complexes et à des fréquences plus élevées, un dispositif triaxial est préféré car les vibrations dans l’équipement seront complexes et se produiront sur plusieurs axes.

Dans les applications où un moteur entraîne une autre pièce d’équipement (compresseur, pompe, etc.), il est recommandé d’utiliser un capteur pour le moteur et pour l’accessoire entraîné. La plupart des applications auront un arbre de couplage entre les deux et les accouplements ne transmettent pas bien les vibrations.

Quelles sont les différences entre les modèles 89xxN et 85xxN ?

Le modèle 89xxN est conçu avec des communications LoRa pour envoyer les données au réseau. Il peut être configuré sur LoRa mais aussi Bluetooth basse consommation (BLE) à l’aide de l’application TE SensorConnect disponible sur Google Play et l’App Store d’Apple.

Le modèle 85xxN est conçu pour communiquer des données uniquement via BLE et prend également en charge la configuration des dispositifs via BLE.

Quelle est la distance de transmission estimée ?

Le modèle 89x1N communique via LoRa qui peut transmettre des données sur des kilomètres. Le modèle 85x1N communique via Bluetooth basse consommation (BLE) et peut transmettre des données sur plusieurs mètres (environ de 10 à 100 m). La portée de transmission exacte varie en fonction de l’emplacement du capteur, de l’emplacement du récepteur, des conditions atmosphériques et de l’équipement/la construction qui fait interférence.

À quelle fréquence les mesures sont-elles prises ? À quel intervalle les données sont-elles transmises ?

Pour les modèles 8511N, 8531N et 8911N, les mesures de vibration sont prises à intervalles réguliers allant d’une fois par minute à une fois toutes les 24 heures. Pour le modèle 8931N, les mesures de vibration sont prises à intervalles réguliers allant d’une fois toutes les 15 minutes à une fois toutes les 24 heures. Les données sont transmises immédiatement après la collecte et le traitement des données.

Le capteur peut-il être utilisé sur un réseau privé et public LoRaWAN ?

La série 89x1N est conçue pour fonctionner avec des réseaux LoRaWAN publics et privés. Les spécificités de la connexion à ces réseaux nécessitent une connaissance des paramètres réseau spécifiques.

Comment les données sont-elles affichées ou consultées ? Existe-t-il des outils de visualisation ou d’analyse ?

Les données sont transmises par la connexion BLE ou LoRa, puis la manière dont elles sont sauvegardées, améliorées, analysées et visualisées est flexible. TE propose l’application TE SensorConnect pour configurer les capteurs et avoir une visualisation limitée des données. De plus, les utilisateurs peuvent créer leurs propres solutions d’arrière-plan pour récupérer les données des capteurs via LoRa ou BLE à l’aide de notre documentation.

Quels protocoles sont utilisés pour la communication sans fil ?

Les capteurs de vibrations sans fil TE sont proposés avec deux protocoles de communication sans fil différents, LoRaWAN et Bluetooth basse consommation (BLE). LoRaWAN est préféré lorsque les distances de transmission sont longues, de l’ordre du kilomètre ; le BLE est préféré lorsque les distances de transmission sont courtes, de l’ordre du mètre. BLE a une bande passante de transfert de données plus élevée que LoRaWAN, ce qui signifie qu’un plus grand nombre de données peuvent être transférées dans le même laps de temps. Cela permet certaines différences de fonctionnalité.

Les modèles 89x1N communiquent via le protocole LoRaWAN. Le protocole LoRaWAN impose un plan de fréquences et de canaux spécifique à chaque région, c’est pourquoi TE propose deux options LoRaWAN – une option 915MHz, US902-928 pour les États-Unis et le Canada, et une option 868MHz, EU862-870 pour la plupart de l’Europe. Les modèles 89x1N comprennent également une liaison de communication Bluetooth, mais la liaison Bluetooth n’est utilisée que pour la configuration du capteur et non pour le transfert de données du capteur.

Les modèles 85x1N communiquent via le protocole BLE. Le protocole BLE utilise une fréquence de 2,4 GHz qui est utilisée dans le monde entier.

Quelle est l’espérance de vie typique de la batterie ?

La durée de vie de la batterie peut être comprise entre 4 et 10 ans, dans la plupart des conditions. Cependant, les paramètres configurés et les facteurs environnementaux peuvent avoir un impact sur la durée de vie de la batterie. Ces facteurs comprennent, sans toutefois s’y limiter :

• Intervalle de mesure
• Niveaux de puissance d’émission radio
• Températures environnementales

Une batterie autre que celle recommandée par TE Connectivity peut-elle être utilisée ?

Il est important d’utiliser la batterie recommandée par TE Connectivity pour toute application nécessitant un équipement certifié à sécurité intrinsèque. La batterie recommandée porte sa propre certification de sécurité intrinsèque du fabricant. L’utilisation d’une batterie hors marque ou d’un numéro de modèle différent peut augmenter les risques d’incendie, d’explosion, de blessure ou de décès.

Le capteur nécessite-t-il un étalonnage et une maintenance périodiques ?

Le capteur est conçu avec des composants qui garantissent une stabilité à long terme et qui resteront conformes aux spécifications pendant de nombreuses années. L’étalonnage sur le terrain n’est pas nécessaire. La seule maintenance requise est de remplacer la batterie lorsqu’elle est épuisée. Des instructions spécifiques pour le remplacement de la batterie sont indiquées dans le manuel d’installation.

Pour l’appareil triaxial, comment déterminez-vous l’orientation de chaque axe ?

Un marquage sur l’un des plats de la zone hexagonale située vers le bas du capteur indique l’orientation des directions sensibles X, Y et Z. La direction X est parallèle à la surface de montage et à l’hexagone avec le marquage. L’axe Y est perpendiculaire à la partie plate de l’hexagone avec le marquage. L’axe Z est perpendiculaire à la surface de montage.