Spider-80X

美国晶钻(CI)中国区总代理上海君协代理产品—Spider-80X多通道振动测试、数据采集、动态信号分析系统

Spider-80X 网络化动态信号分析系统
 

特点
· 高度模块化、分布式、网络化结构的动态测试系统
· 4~1024输入通道数
· 全部通道的时钟同步
· 支持与PC连机工作模式和独立的黑匣子工作模式
· 所有通道最高同步采样率为102.4KHz
· 24位A/D和D/A,130dB动态范围
· 电压、IEPE、电荷,AC/DC耦合,TEDS支持
· 所有通道可以以最大采样率连续记录数据
· 支持以太网供电(POE)、AC/DC电源和备份电池
· 内置信号发生器、数字I/O、硬件控制面板
· 非常紧凑和坚固的结构设计
· 可配置的信号分析功能CSA:数字滤波器、瞬态捕捉、FFT、功率谱PSD、频响函数FRF及相位
· 阶次分析、瀑布图、倍频程滤波、模态数据采集

典型应用领域
• 航天航空与军工 
• 汽车业 
• 电子 
• 风力发电 
• 电力 
• 造纸 
• 结构测试 
• 模态测试 
• 转子动平衡 
• 机械状态监测 
• 结构振动监测 
• 声学测量 
• 产品质量自动测试 
• 振动台振动控制 

Spider-80X介绍
美国晶钻仪器(Crystal Instruments)公司开发的Spider是一个结构上高度模块化、真正分布式和可伸缩变化的动态测试系统,是需要方便、快捷和精确的数据记录、实时信号分析和振动控制的应用领域的理想设备,可广泛应用于机械状态监测、汽车、航空、航天、电子及防务领域。
 
Spider的硬件设计集艺术性、最优化性能和灵活性于一体,可以满足用户的各种需求。Spider-80X模块采用SMB接头实现了适用于动态信号测试和远程监测小型化设计,其结构非常紧凑,4个Spider80X模块(共32通道)可以放入1个1U高度的19英寸上架机箱中。

多个Spider模块可以组成一个高通道数的系统。Spider系统可以由多种不同的Spider模块组成,并可以在不同的设置间转换。通过多个Spider80X模块,一个Spider系统可以有4~1024个输入通道,全部可以同步采样。多个Spider模块可以通过IEEE1588协议进行精确的时间同步,从而所有通道在频率域上可以获得完美的相位匹配特性,这些通道可以位于同一个或不同的模块上。
 
Spider80X模块支持电压、电荷和IEPE输入方式,是理想的冲击、振动、噪声和电压量测试设备。每个Spider-80X模块配有8个输入通道,可以精确地测量和记录动态和静态信号。内置的大容量闪存可同时记录8个通道的采样数据,最大采样率102.4KHz/通道,记录的同时,可以进行实时的时域和频域信号分析。每个模块还内置两个信号发生器,可以同步输出各种波形。

Spider的供电可以采用AC/DC电源、以太网供电(PoE)或内置的备份电池。PoE方式 通过以太网交换机为模块提供电源,不再需要其它电源线。
对于配置多个Spider模块的系统,可以使用一个或多个支持PoE功能和网络交换机,CI公司可以提供Spider-M5和Spider-M9两种交换机。这两种交换机分别有5个和9个以太网接口。交换机通过级联就可以支持几百个输入通道。采用PoE后,Spider模块和PC之间只有LAN电缆线,这极大地减少了电缆的需要量,也降低了测试系统成本、提高了可靠性,方便维护,系统安装效率高,而且非常灵活性。
Spider-80X模块可以在PC机的控制下运行,也可以脱离PC,运行在“黑匣子”模式下。“黑匣子”模式的测试流程定义好后下载到模块上,再通过手动或由某一事件触发启动。“黑匣子”模式或网络化分布式的系统结构,可以让用户将测试设备放置在离被测对象尽可能近的地方。
每个Spider模块都内置独立的存储介质,用于保存程序软件和测试数据。并且其真正分布式的结构保证了可以全速记录信号而不受网络速率的限制。
Spider的硬件经过了严格的环境测试,有:EMI、温度、跌落冲击、正弦与随机振动。这些实验保证了设备可以经受长途运输的考验,并长期稳定的工作。


性能
Spider具有业内产品的最佳性能指标、包括极高的动态范围、大容量存储和适用于各类环境的坚固设计。
采用独特的信号处理技术,Spider-80X可以达到 130dB的动态范围。这种高动态范围技术使得Spider不需要象传统数据采集设备那样设置输入量程/放大系数。
Spider采用高速浮点DSP处理器管理数据输入/输出,并进行实时处理,同时配置了大容量的RAM和板上闪存用于海量数据存储。特别的散热和低功耗设计使得不需要冷却风扇,从而降低了能耗并消除了噪声。


 

可靠性
Spider被设计成可以管理任何连接失败的情况,而不会丢失数据。一个内置的备用电池可避免掉电和电子干扰故障。当与PC的连接意外中后,软件仍可以安全地运行,并恢复到正常状态。系统会一直监测传感器连接状态和是否过载。
Spider系统运行模式
下图是 Spider系统几种可能的运行模式
模式 1: PC联机单模块模式



一个Spider模块可以与PC直接或通过LAN以太网络联接,可以不通过交换机。这时PC作用如一个终端,上面运行EDM软件进行控制和监测。
模式 2: PC联机多模块模式


多个Spider模块可以连接组成一个高通道数的系统。多个交换机可以级连以扩展可连接模块数。PC作为终端,运行EDM软件进行控制和监测。
模式 3: 单模块黑匣子模式


与模式1相比运行时不需要PC。但需要通过PC安装一个用户定制的软件工作引擎到Spider模块上,Spider模块开始工作后不需要PC。在本模式下,PC的作用仅仅上预先设置Spider工作流程和测试完成后下载数据文件。


式 4: 通过交换机联接的多模块黑匣子模式



类似于模式2但是运行时不需要PC。但需要通过PC安装一个用户定制的软件工作引擎到Spider模块上,Spider模块开始工作后不需要PC。在本模式下,PC的作用仅仅上预先设置Spider工作流程和测试完成后下载数据文件。
振动分析各类频谱及相关函数
Spider-80X采用了非常精巧的FFT算法,且为用户提供了齐全的窗函数,平均类型及谱线选择,最高谱线可达64000线。强大的动态范围不放过任何微小的信息。
Spider-80X还为您提供了其他辅助的功能,如峰值的标定,细化分析,谐波总失真计算等。同时还提供了瀑布图与色谱图的显示,以满足不同用户的需要。
结构分析(FRFs)
通过力锤或激振器进行模态数据采集时,Spider-80X为您计算出任何一个通道和其他所有通道之间的互谱,传递函数和平均相干。独立的触发窗口给用户提供了友好的用户界面,让用户选择是否接受本次采集。
通过EDM的数据转换,Spider-80X的数据很容易与第三方工具联合起来,为用户提供模态振型结构。
旋转机械阶次跟踪
高精度测量分析旋转机械的振动和噪声,需要一个高性能的,具有合适功能的分板设备,尤其是当机械在升速和减速的过程研究。Spider-80X对与旋转机械解决方案,为用户推出了带有转子功能的声学测试和阶次跟踪分析技术。
同步阶次跟踪分析,用于转轴的转速发生快速变换的振动或者噪声分析。
阶次和频率提取:当振动或噪声现象中包括共振,不平衡或调制等多种故障现象时,观察和分析这些信号的一个很好办法就是瀑布图。瀑布图帮助用户从振动中分离阶次。
常带宽跟踪:齿轮箱产生的振动噪声与转速相关联。齿轮啮合的噪声必须按照一个合适的带宽进行采集。在汽车工业中,常带宽跟踪解决方案对于这种类型的测量来说是一个很专业的工具。
声学测试倍频程和声级计
Spider-80X 良好的动态范围使其位列高端设备。基于IEC61672标准,一级的精度指标。Spider-80X的声学测试包括1/n倍频程测试和声级计测试。
通过一个专业的友好界面,声学测试解决方案在最短时间里提供给用户最高精度的结果。
应用软件
工程数据管理软件EDM管理Spider设备和数据分析应用。EDM使用方便,Windows风格的软件管理PC和Spider之间的通讯,下载测试数据到PC,以要求的格式显示数据,并可将数据导出这各种标准格式,如ASAM-ODS、UFF、BUFF、用户自定义的ASCII文件等。EDM浏览数据,并可以快速地通过数据特性、关键词、缩略图等方法找到需要的数据记录。对原始采样信号还可以进行回放和后处理操作。通过光标和缩放操作可以仔细观研究信号特性。报告模板功能可以让用户自定义最终报告的内容。
无论用户正在进行建筑结构测试、机载振动测试、机场噪声监测、或是风力发电机检测,采用Spider,都可以通过Internet在千里之外进行监控,晶钻仪器公司不但能满足用户今天的应用需求,也为用户将来的需求增长做好了准备。


主要指标

输入通道

每个模块8个输入通道,SMB接头,多个模块可以通过网络组成最高1024通道的系统,支持电荷、电压和IEPE输入;单端和差分;AC、DC耦合,130dB动态范围,24位A/D转换器,量程+/-20V,最大102.4KHz采样率/通道

输出通道

2 个。SMB接头,100dB动态范围,24位A/D转换器,输出范围+/- 10 V

通道间相位精度

< +/-1.0 degree20 kHz采样率,所有通道间

尺寸

238.8 mm x 215.7 mm x 20 mm,4 个 Spider-80 可以放入一个 1U 高度的标准19”上架机箱中

重量

1.3Kg

电源

外接 DC 电源、以太网供电(PoE)或内置备用电池

PC 连接

100 BaseT, RJ45 插座可连接 PC 或网络交换机

内置存储

4GB闪存用于数据存储

LED指示灯

电源, 运行/停止, 闪存容量, LAN网络连接状态

实时分析功能

数据记录、数学运算 (+,-,*,/), 积分,微分, FFT, average, 加窗, 自功率谱, 互谱, 频率响应FRF, 相干, 实时滤波器, RMS, 倍频程, 阶次跟踪分析, 正弦扫频分析, 阈值检测, 报警等

工作模式

PC联机工作模式或独立的黑匣子模式。














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