ثبت کننده داده یا دیتالاگر یا داده بَردار

وسیله ای الکترونیکی است که داده هایی را که به وسیله حسگر های تعبیه شده در دستگاه یا ابزار و حسگر خارجی تأمین می شوند را در طول زمان یا در رابطه با مکان ذخیره می کند. اکثر دیتالاگرها (اما نه همه آنها) بر پایه یک پردازنده دیجیتال (یا رایانه) طراحی و ساخته می شوند. آن ها عموماً کوچک و قابل حمل بوده و به وسیله باتری تغذیه می شوند به علاوه به یک ریزپردازنده مجهز بوده و دارای حافظه داخلی جهت ذخیره سازی داده و تعدادی حسگر می باشند. برخی از دیتالاگرها به رایانه متصل می شوند و می توان با استفاده از نرم افزار آن ها را فعال کرده و داده های کنترل شده را مشاهده و تجزیه و تحلیل کرد، در حالی که بقیه دارای رابط محلی (مانند صفحه کلید و صفحه نمایش) بوده و می توانند از آن ها به صورت وسیله ای مستقل استفاده کرد. دیتالاگرها انواع گوناگونی دارند، منجمله انواع عمومی که برای دامنه مصارف عادی استفاده می شود و همچنین دستگاه های خاص که برای اندازه گیری فقط در یک محیط یا کاربرد از پیش تعیین شده ساخته می شوند. متداول است که انواع هرکاره قابل برنامه ریزی باشند با این حال بسیاری از آن ها به صورت ماشین محدودی پارامتر قابل تغییر، باقی مانده اند. دیتالاگرهای الکترونیکی در بسیاری از کاربردها جایگزین ضبط کننده ها  (chart recorders) شده اند.

یکی از اصلی ترین های مزایای استفاده از دیتالاگرها قابلیت جمع آوری ۲۴ ساعته اطلاعات است. دیتالاگرها معمولاً به محض فعال سازی بدون مراقبت رها شده تا در طول دوره دیده بانی اندازه گیری نموده و اطلاعات را ذخیره کنند. این قابلیت اجازه می دهد تا تصویری جامع و دقیق از شرایط محیط تحت نظر مانند دمای هوا یا رطوبت بدست آید.

آنالیز مودال چیست؟

در آنالیز ثبات ولتاژ استاتیک ، عامل های مشارکت به عنوان شاخصی که میزان مشارکت جریان جاکوبین در حالت بحرانی را در حالت های مختلف سیستم را اندازه میگیرند استفاده می شوند.

تحلیل قیدی یا آنالیز مودال مطالعه و تحلیل خواص و رفتار دینامیک یک سیستم تحت شرایط تحریک ارتعاش است. تحلیل سیگنال ها معمولاً تحت آنالیز فوریه انجام میشود. آنالیز مودال، فرآیند تعیین خواص ذاتی دینامیک یک سیستم در قالب فرکانس های طبیعی، ضرایب میرایی و شکل مودها و به کارگیری آنها به منظور ایجاد مدلی ریاضی از رفتار دینامیکی سیستم می باشد.

این مدل ریاضی به مدل مودال سیستم و اطلاعات مربوط به مشخصات آن، داده های مودال نامیده می شوند.

آنالیز مودال، هر دو مبحث تئوری و تجربی را در بر می گیرد. آنالیز مودال تئوری بر اساس یک مدل فیزیکی از خواص دینامیکی سیستم مورد نظر، که شامل فرکانس های طبیعی، شکل مودها و ضرایب میرایی است، انجام می شود. شکل زیر پروسه تئوری آنالیر ارتعاشات در 3 مرحله را نشان می دهد.

در ابتدا خواص فیزیکی سازه از جمله خواص جرم، سختی و میرایی استخراج می شود. با استفاده از اطلاعات به دست آمده از مرحله اول آنالیز تئوری مودهای ارتعاشی سازه که مدل مودال سازه نامیده می شود، قابل استخراج است.

این مدل شامل فرکانس های طبیعی، مودهای ارتعاشی و ضرایب میرایی سازه میشود. در آخرین مرحله آنالیز تئوری، پاسخ سیستم به تحریک اعمال شده به آن مشخص می‌گردد.

در این مرحله توابع پاسخ فرکانسی سازه مشخص می گردد. اگر پروسه مذکور به صورت معکوس انجام شود، آنالیز مودال تجربی نامیده می شود.

به این معنا که در آنالیز مودال تجربی، از پاسخ سیستم به تحریک اعمال شده به آن مدل مودال سیستم(فرکانس های طبیعی، مودهای ارتعاشی و ضرایب میرایی) مشخص می شود. آنالیز مودال تجربی که تحت عنوان تست مودال نامیده می شود به صورت یک تست ارتعاشی بر روی یک سیستم ارتعاشی خطی انجام می گیرد.

آماده سازی این تست شامل انتخاب تکیه گاه سازه، نوع تحریک، نقاط تحریک، سخت افزارهای اندازه گیری نیرو و پاسخ، تعیین هندسه مدل که در آن نقاط اندازه گیری مشخص شده است، می باشد. این آنالیز بر اساس رابطه بین طیف پاسخ ارتعاشی در یک نقطه از سازه و طیف نیروی تحریک در همان نقطه یا نقاط دیگر که FRF  نام دارد انجام می شود.

FRFمعمولا یک تابع ریاضی مختلط است.

چندین روش برای انجام تست مودال وجود دارد اما تست ضربه ی چکش

(impact hammer testing)  و تست با شیکر(shaker)  رایج تر از بقیه هست. تحریک سازه میتواند در یک بازه ی فرکانسی دلخواه، گذرا، سینوسی پله‌ای و تصادفی باشد.

عملکرد پاسخ فرکانسی یا “frf” برای تعریف رابطه های ورودی و خروجی هر سیستمی که سیگنال a(t) و b(t) نشانگر ورودی و خروجی فیزیکال آن سیستم به کار میرود.

سیستم ها خطی و تغییر ناپذیر با زمان فرض میشوند. به طور کلی تست مودال ، یک ابزار ضروری برای تعیین فرکانس های طبیعی و شکل مد های هر سازه میباشد.

دیتالاگر ویبراسیون

دیتالاگر ویبراسیون و شوک یک دستگاه اندازه گیری میباشد که توانایی ثبت اتوماتیک لرزش و شوک ها را در یک مدت زمان مشخص دارد.

دیتای دیجیتال معمولا به شکل شتاب و زمان میباشد .لرزش و شوک پس از ثبت شدن قابل بازیابی ، مشاهده و اندازه گیری می باشد .

دیتالاگر های ویبراسیون شامل سنسور هایی همانند شتاب سنج ، رسانه های ذخیره سازی ، پردارنده و منبع تغذیه میباشند .

سنسور ها شوک و لرزش را یا بصورت شکل موج کامل و داده های کوتاه شده یا بصورت یک نشانه از مشاهده شدن مقدار آستانه انداره گیری و ذخیره میکنند.

بعضی از دیتالاگر های ویبراسیون و شوک در خود شتاب سنج دارند در صورتی که بعضی دیگر این ویژگی را دارند که شتاب سنج به صورت خارجی به این دستگاه ها

وصل و استفاده شوند.

پردازشگر داده ی پردازش شده را در رسانه های ذخیره سازی پردازش میکند و به همراه زمان های اندازه گیری ذخیره میکند.

این کار به داده ی اندازه گیری شده این اجازه را میدهد که پس از اینکه اندازه گیری کاملا انجام شد ، بازیابی شود که این عمل یا مستقیما روی دیتالاگر ویبراسیون و

شوک انجام میشود یا از طریق یک رابط روی کامپیوتر.

نرم افزاری برای نمایش اطلاعات و داده های اندازه گیری شده به شکل نمودار و جدول استفاده میشود و برای ما کارکرد هایی مانند ارزیابی اطلاعات اندازه گیری شده بوجود می آورد.

داده های ویبراسیون و شوک معمولا یا بصورت پیوسته در طول مدت زمانی مشخص یا به صورت رویداد محور انجام میشود که در آن ، ذخیره اطلاعات توسط یکسری شاخص های معلوم انجام میشود .

بعضی از دیتالاگر های تست ویبراسیون و شوک دارای امکانات بی سیم مانند انتقال بلوتوث به گوشی های هوشمند می باشند.

دیتالاگر های تست ویبراسیون معمولا از حافظه های غیر فرار برای ذخیره داده های اندازه گیری شده استفاده میکنند.

این حافظه ممکن است هارد دیسک یا EEPROM باشند . این حافظه ها در زمان خاموشی دستگاه اطلاعات و داده های ذخیره شده را پاک نمیکنند. که به این معنی میباشد که اطلاعات و داده های اندازه گیری شده در زمان قطع برق به صورت ذخیره شده باقی میمانند.

روند رو به رشد تكنولوژي و بكار گيري شيوه هاي نوين تعميراتي علي الخصوص تعميرات پيشگويانه بگونه اي بوده كه مانيتورينگ ارتعاشات و اندازه گيري مقادير ارتعاشات در غالب اقدامات محافظتي و مراقبتي در كليه صنايع جايگاه خود را پيدا كرده و كمتر صنعتي را شاهد هستيم كه رويكرد بهبود تعميرات ماشين هاي دوار را به ارزيابي وضعيت ويبره در دستور كار قرار نداده باشد. اما قطعاً اين پايان كار نبوده و در حال حاضر صنايع بالا دستی پارا فراتر نهاده و علاوه بر بهره برداری از دستگاههاي آنلاين، ارتعاشات در حوزه محافظت ماشينهاي دوار خود، اقدام به تامين دستگاه هاي دیتالاگر تست مودال مي نمايند. در واقع نقطه هدف در اين مجموعه ها نه فقط آگاهي از خرابي ماشين به دليل بالارفتن ويبره و مقادير ارتعاش بلكه آگاهي دقيق از نوع دقيق عيب به وقوع پيوسته (نظير نابالانسي،ناهمراستايي شفت،عيوب الكتريكال، عيوب بيرينگ ،خميدگي شفت و ….) با استفاده از بررسي طيف هاي ارتعاشي است.به واقع آناليز ارتعاشات كاملترين فرمت حال حاضر در تشخيص كامل عيوب ماشينهاي دوار به شمار مي آيد كه البته در اين مسير مسلط بودن كاربراني كه از سخت افزار ها و نرم افزارهاي مرتبط با تحلیل و عیب یابی ارتعاشی استفاده مي كنند به دانش روز كانديشن مانيتورينگ ، الزامي انكارناپذير بوده و بديهي است كه امكانات در كنار دانش كاربران نتايج خارق العاده اي را در تشخيص عيوب در پي خواهد داشت.

در این راستا پویایی شناسی ساره های پیوسته ای که با رشته جرم های گسسته یا اصطلاحا دستگاه جرم و فلز کوپل شده اند در کاربرد های مکانیکی و سازه ای بسیار مورد توجه واقع شده است.

دستگاه جرم و فلز برای مدل سازی موتور ها ، ماشین آلات ،  به طور کلی سازه های ثانویه ای که حرکت آنها با حرکت دستگاه های اولیه ی پیوسته توام شده است استفاده می شود.

ترکیب تیر ها با چند دستگاه جرم و فلز در کنترل منفعل ویبراسیون استفاده میشود و همچنین از آن برای ارتباطات میان انسان و سازه استفاده میشود در بررسی و تحلیل تعداد زیادی از دستگاه ها تحقیقات بسیار زیادی درباره این موضوع انجام گردیده است که در آنها هم لرزش ها و ویبراسیون های طبیعی و هم لرزش ها و ویبراسیون غیر طبیعی اعمال شده توسط انسان بررسی میگردد.

 

مزیت استفاده از دیتالاگر تست مودال و ویبراسیون

به طور کلی استفاده از دیتالاگر های تست مودال و دیتالاگر های ویبراسیون و شوک باعث فوایدی است که در زیر به آنها اشاره میکنیم:

-خطای انسانی ناشی از اندازه گیری را کاهش میدهد.

-اشتباهات رایج در پردازش اطلاعات را کم میکند.

-به دلیل داشتن حافظه غیر فرار در خود احتمال از بین رفتن اطلاعات حین جابجایی یا ذخیره سازی را کاهش میدهد.

-سرعت ثبت و پردازش اطلاعات را به طور چشمگیری بالا میبرد.

-به دلیل کوچک و قابل حمل بودن امکان اندازه گیری در هر مکانی را فراهم می آورد.

 

references:

[1]- journal of sound and vibration yjsvi 14376  Van Cutsem T, Vournas C. Voltage stability of electric power systems.

Springer Science & Business Media; 1998.

[2] Sauer P, Pai M. Power system steady-state stability and the load-flow Jacobian.

IEEE Trans Power Syst 1990;5(4):1374–83.Bompard E, Carpaneto E, Chicco G, Napoli R.

A dynamic interpretation of the loadflow Jacobian singularity for voltage stability analysis. Int J Elect Power Energy Syst ;18(6):385–95.1996

[4] Gao B, Morison G, Kundur P. Voltage stability evaluation using modal analysis.

IEEE Trans Power Syst 1992;7(4):1529–42.

[5] Mansour Y, Xu W, Alvarado F, Rinzin C. SVC placement using critical modes of voltage instability. IEEE Trans Power Syst 1994 ;9(2):757–63.

[6] Tamimi A, Pahwa A, Starrett S, et al. Effective wind farm sizing method for weak power systems using critical modes of voltage instability. IEEE Trans Power Syst 2012 ;27(3):1610–7.

[7] Bu S, Du W, Wang H. Probabilistic analysis of small-signal rotor angle/voltage stability of large-scale AC/DC power systems as affected by grid-connected offshore wind generation. IEEE Trans Power Syst 2013 ;28(4):3712–9.

[8] Zhang J, Wen J, Cheng S, Ma J. A novel SVC allocation method for power system voltage stability enhancement by normal forms of diffeomorphism. IEEE Trans P S t 2007 22(4) 1819 25

بدون دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.