方案介紹

LoRa無線振動傳感器使用工業(yè)級振動傳感器芯片，可采集設(shè)備實時的加速度信號/速度/位移/溫度信號。支持振動數(shù)據(jù)的時域分析和頻域分析，獲得被測設(shè)備的實時振動強度和振動頻率。通過物聯(lián)網(wǎng)關(guān)，數(shù)據(jù)可以上傳云平臺或者本地服務(wù)器。通過上層軟件對數(shù)據(jù)進行振動參數(shù)計算、實時數(shù)據(jù)顯示、趨勢數(shù)據(jù)顯示、提供歷史數(shù)據(jù)管理和自動報表功能。振動或AI預(yù)測異常會進行報警提示?？赏ㄟ^磁吸或卡扣方式可簡單安裝于設(shè)備外殼，可用場景:設(shè)備預(yù)設(shè)性維護需求的場景。

振動傳感器是檢測工業(yè)機械運行振動信號的常用設(shè)備之一，它的應(yīng)用原理是接收機械量并將其轉(zhuǎn)換成與之成正比的電量。但是市面上的這類振動傳感器功能單一、測量范圍有限，無法滿足多行業(yè)的要求。

以下是無線振動傳感器設(shè)備預(yù)設(shè)性維護（Predictive Maintenance, PdM）的系統(tǒng)化需求分析及實施方案，涵蓋硬件配置、數(shù)據(jù)策略和維護流程：

?一、核心維護需求?

1. ?設(shè)備健康基線建立?

?振動參數(shù)采集?：

加速度范圍：±50g（可調(diào)）

頻率響應(yīng)：5Hz~10kHz（覆蓋齒輪/軸承故障特征頻段）

采樣率：≥20kHz（捕捉瞬態(tài)沖擊）

?基準值標定?：

新設(shè)備空載運行3次，取RMS振動速度均值（如≤1.5mm/s）

2. ?故障特征庫構(gòu)建?

*BPFO: 軸承外圈故障頻率, BPFI: 內(nèi)圈故障頻率

3. ?無線傳輸可靠性?

通信協(xié)議：IEEE 802.15.4（ZigBee 3.0）或LoRaWAN

抗干擾措施：FHSS（跳頻擴頻）+ 數(shù)據(jù)重傳機制（≤3次）

?二、硬件維護配置?

?傳感器自檢功能?

每日自動執(zhí)行：

電池電壓檢測（≤3.3V觸發(fā)低電量報警）

MEMS校準驗證（零偏穩(wěn)定性<0.01g）

防水等級：IP67（倉內(nèi)濕度>80%時啟用硅膠干燥劑）

?邊緣計算節(jié)點?

本地FFT分析（減少80%數(shù)據(jù)傳輸量）

存儲容量：≥8GB（緩存7天原始波形數(shù)據(jù)）

?三、數(shù)據(jù)驅(qū)動維護策略?

1. ?預(yù)警等級劃分?

2. ?AI模型訓(xùn)練?

輸入數(shù)據(jù)：時域波形+包絡(luò)譜+溫度輔助參數(shù)

算法選擇：

早期故障：LSTM時序預(yù)測（誤差<5%）

嚴重故障：SVM分類（準確率>92%）

核心功能特性

?多維數(shù)據(jù)采集?
可實時采集設(shè)備的加速度、速度、位移及溫度信號，通過時域分析和頻域分析算法輸出振動強度、頻率數(shù)據(jù)，為設(shè)備狀態(tài)評估提供多維度依據(jù)12。

?實時監(jiān)測與預(yù)警?
支持加速度數(shù)據(jù)實時上傳，結(jié)合AI預(yù)測算法對振動異常進行預(yù)警，觸發(fā)報警提示，實現(xiàn)故障早期識別12。

?靈活組網(wǎng)與傳輸?
采用LoRa擴頻通信技術(shù)，支持200-500米無線傳輸距離，可通過無線SCADA網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)自組網(wǎng)或點對點連接，兼容云平臺和本地服務(wù)器數(shù)據(jù)存儲24。

?低功耗與長續(xù)航?
工業(yè)級設(shè)計結(jié)合外置電池倉方案，支持超長待機時間，適用于長期連續(xù)監(jiān)測場景24。

二、典型應(yīng)用場景

?旋轉(zhuǎn)機械監(jiān)測?
監(jiān)測風(fēng)機、水泵、減速機等旋轉(zhuǎn)設(shè)備的振動狀態(tài)，通過異常頻率識別軸承磨損、軸不對中等機械故障13。

?電機健康管理?
一體化采集電機振動、溫度數(shù)據(jù)，結(jié)合歷史趨勢分析預(yù)測繞組老化、絕緣失效等問題，降低突發(fā)停機風(fēng)險38。

?配電設(shè)施維護?
部署于配電房設(shè)備（如變壓器、開關(guān)柜），實時監(jiān)測溫升和振動異常，防止因機械松動或過熱引發(fā)的故障8。

?工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)集成?
在5G+MEC邊緣云架構(gòu)中，通過多節(jié)點組網(wǎng)實現(xiàn)工廠設(shè)備群的全域監(jiān)測，支持透明化工廠管理系統(tǒng)15。

三、技術(shù)優(yōu)勢

?安裝便捷性?：磁吸或螺絲固定方式適配不同設(shè)備表面，無需復(fù)雜布線12。

?數(shù)據(jù)分析深度?：集成振動參數(shù)計算、趨勢報表生成功能，滿足預(yù)測性維護的數(shù)據(jù)處理需求12。

?場景適應(yīng)性?：支持定時上報、異常觸發(fā)上報模式，兼顧常規(guī)監(jiān)測與突發(fā)事件的快速響應(yīng)24。

?我司取得‘’基于LoRa無線多功能振動傳感器系統(tǒng)軟件著作‘’

該方案通過振動特征早期識別可將非計劃停機減少40%以上，需配合設(shè)備檔案管理系統(tǒng)（記錄每次維護的振動譜變化）。對于關(guān)鍵設(shè)備（如壓縮機），建議增加紅外熱成像輔助診斷。

審核編輯 黃宇