În era tehnologiei avansate, măsurarea și înregistrarea precisă a datelor dinamice sunt esențiale pentru o varietate de industrii. Sistemul de monitorizare a semnalelor dinamice folosit de NASA (GRS) reprezintă o avansare semnificativă în acest domeniu, oferind caracteristici impresionante care îl fac indispensabil pentru măsurători acustice și vibrații de înaltă calitate. În acest articol, vom explora în detaliu specificațiile și funcționalitățile sistemului GRS.

Sistem inovator de monitorizare a semnalelor dinamice (GRS)

GRS este un sistem portabil, robust și complet integrat cu tehnologia spațială, oferind performanțe și precizie de neegalat. Conceput pentru a satisface nevoile diverselor industrii, de la aerospace la energie și construcții, GRS este soluția ideală pentru măsurarea acustică și a vibrațiilor.

Tehnologie avansată

GRS integrează multiple tehnologii avansate pentru a oferi o soluție completă și eficientă pentru măsurarea datelor dinamice. Una dintre cele mai remarcabile caracteristici este receptorul GPS încorporat, care permite eșantionarea datelor sincronizate în timp cu o precizie de până la 100 ns. Această precizie este esențială pentru aplicațiile care necesită corelarea exactă a datelor în timp și spațiu.

Design robust și rezistent:
GRS este conceput să reziste la condiții extreme de mediu. Carcasa sa robustă și rezistentă la intemperii protejează sistemul de vânt puternic, praf și ploi abundente. Conectorii clasificați IP67 și structura carcasei din metal, plastic și materiale Pelican™ asigură stabilitatea și protecția necesare în medii aspre.

Sursa de alimentare durabilă
Sistemul GRS este echipat cu două surse externe de baterii care garantează 12 ore de funcționare continuă. Panourile solare pot fi folosite pentru a alimenta GRS și pentru a încărca bateriile externe, facilitând operarea continuă în locații îndepărtate.

Capacități avansate de înregistrare și analiză
GRS dispune de patru canale de intrare, deservite de două ADC-uri pe 24 de biți și un DSP care implementează tehnologie brevetată pentru a atinge mai bine de 150 dBFS. Receptorul GPS încorporat permite eșantionarea datelor sincronizate cu o precizie de până la 100 ns. Sistemul este echipat cu module celulare și satelit pentru operare de la distanță și dispune de o funcție de programare pentru operare complet autonomă.

Receptorul GPS
Asigură informații exacte despre ora și locația. Datele sunt marcate temporal la nivelul ceasului ADC, eliminând latența cauzată de software. Semnalele de timp și de măsurare sunt stocate simultan. Un software special de post-procesare afișează și procesează aceste semnale, oferind o precizie de 100 ns sau mai bună.

Modulul ADS-B
Este o tehnologie care permite aeronavelor să își difuzeze periodic poziția folosind navigația prin satelit. Modulul Aerobits TT-MC1b din GRS captează și procesează semnale ADS-B pe o rază de 200 de mile, trimițând date în format RAW, care sunt convertite de GRS în format SBS-1. Integrarea asigură conexiuni stabile și rezistență la șocuri și vibrații. Utilizatorii pot opri modulul pentru a economisi energie. Antena se conectează printr-un conector SMA, iar porturile IP67 protejează împotriva apei și prafului.

Protecție împotriva eșecului
GRS este proiectat pentru implementare de la distanță, având un al doilea ceas în timp real (RTC) pentru protecția împotriva defecțiunilor. Dacă sistemul se oprește neașteptat, RTC poate iniția repornirea dacă există alimentare suficientă. De exemplu, dacă GRS este alimentat de panouri solare într-o zonă nemonitorizată și panourile nu primesc suficientă lumină, GRS se va opri. RTC-ul autonom va continua să încerce repornirea până când panourile generează din nou suficientă energie, repornind automat GRS.

Mai multe sisteme GRS pot colecta date simultan, fiind distribuite pe sute de mile fără conexiuni hardware directe. Fiecare unitate primește semnale GPS, folosind o tehnologie precisă de marcare a timpului. Aceasta aliniază semnalele pe aceeași bază temporală în software-ul Crystal Instruments PA pentru post-procesare.
Următoarea diagramă demonstrează cum funcționează marcarea temporală în sistemul GRS:

Utilizări industriale și beneficii:

Măsurători acustice și vibrații
GRS este ideal pentru industriile care necesită măsurători acustice și vibrații precise și rapide. Capacitatea de a înregistra și procesa date în timp real pe teren face ca GRS să fie un instrument esențial pentru monitorizarea și analizarea performanței echipamentelor industriale.

Durabilitate și fiabilitate
Testele riguroase de șocuri și vibrații conform standardelor internaționale IEC 60068-2-27 și IEC 60068-2-64 asigură durabilitatea și fiabilitatea GRS în condiții de operare severe. Sistemul poate funcționa în intervalul de temperatură de la -20 °C la 55 °C și poate suporta condiții extreme de frig și căldură.

Funcționalitate de securitate și criptare
GRS măsoară și înregistrează cu acuratețe semnalele dinamice și statice. Datele sunt stocate pe carduri SD externe și pot fi criptate conform standardului de securitate FIPS PUB 140-2, asigurând protecția informațiilor sensibile.

Utilizarea în diverse industrii:

Industria aerospațială
În industria aerospațială, GRS este utilizat pentru monitorizarea vibrațiilor și a zgomotului în timpul testelor de zbor și al operațiunilor de rutină. Capacitatea de a sincroniza datele între multiple unități GRS permite analiza detaliată a vibrațiilor structurale și a altor factori critici pentru siguranța și performanța aeronavelor. Într-un scenariu real, GRS a fost utilizat pentru a monitoriza vibrațiile unei rachete în timpul lansării, oferind date esențiale pentru optimizarea structurii și a performanței acesteia.

Industria energetică
Industria energetică, inclusiv sectorul petrolier și gazier, beneficiază de GRS pentru monitorizarea stării infrastructurilor critice. În medii de extracție și prelucrare, unde condițiile sunt adesea extreme, GRS asigură înregistrarea precisă a datelor și funcționarea continuă fără intervenție umană frecventă. De exemplu, în timpul operațiunilor de foraj offshore, GRS a monitorizat vibrațiile echipamentelor pentru a preveni defecțiunile și pentru a optimiza procesul de extracție.

Construcții și infrastructură
În construcții, GRS este folosit pentru monitorizarea vibrațiilor și zgomotului în zonele de șantier. Aceasta ajută la asigurarea conformității cu reglementările de mediu și la protejarea sănătății și siguranței muncitorilor și a publicului. Un exemplu relevant este utilizarea GRS în construcția tunelurilor, unde a monitorizat vibrațiile cauzate de echipamentele de foraj, permițând inginerilor să optimizeze procesele și să minimizeze impactul asupra structurilor din apropiere.

Beneficiile și funcționalitatea GRS

GRS aduce numeroase beneficii, printre care:

  • Precizie Ridicată: Cu ajutorul tehnologiei avansate de eșantionare și sincronizare a datelor, GRS asigură măsurători extrem de precise și fiabile.
  • Durabilitate: Carcasa robustă și conectorii clasificați IP67 protejează sistemul de condiții de mediu severe.
  • Autonomie Extinsă: Datorită surselor de alimentare externe și posibilității de reîncărcare cu panouri solare, GRS poate funcționa în locații îndepărtate pentru perioade lungi.
  • Versatilitate: GRS poate fi utilizat în diverse industrii, de la aeronautică la energie, auto și multe altele.

Cazuri reale de utilizare:

  1. Monitorizarea Vibrațiilor în Proiectele de Tuneluri: În timpul construcției tunelului X, GRS a fost utilizat pentru a monitoriza vibrațiile cauzate de echipamentele de foraj. Datele înregistrate au permis inginerilor să optimizeze procesele și să minimizeze impactul asupra structurilor din apropiere. Acest lucru a dus la o eficiență sporită și la reducerea riscului de daune structurale.
  2. Testarea Motoarelor de Avion: În cadrul testelor motoarelor de avion, GRS a înregistrat vibrațiile și zgomotul produse în timpul diferitelor faze ale testului. Aceste date au fost esențiale pentru identificarea potențialelor probleme și pentru asigurarea performanței optime a motoarelor. Testele au demonstrat că GRS poate furniza date precise și detaliate chiar și în condiții de testare extreme.
  3. Monitorizarea Stării Echipamentelor Offshore: În industria offshore, GRS a fost utilizat pentru monitorizarea stării echipamentelor de foraj și producție. Capacitatea de a opera autonom și de a înregistra date precise a fost crucială pentru prevenirea defecțiunilor și optimizarea operațiunilor. Într-un caz specific, GRS a monitorizat vibrațiile și condițiile de operare ale unei platforme offshore, contribuind la prevenirea unei potențiale avarii majore.

Opinia NASA despre GRS:

NASA a selectat sistemul inovativ de monitorizare a semnalelor dinamice(GRS) pentru a măsura sunetele zborurilor supersonice ale avionului X-59 Quiet SuperSonic Technology (QueSST). Acest sistem va fi utilizat pentru a colecta date de timp, forme de undă și spectrale legate de bubuiturile sonore și loviturile sonice. GRS va permite NASA să instaleze software și algoritmi personalizați pentru analiza în timp real a loviturilor sonice, facilitând validarea semnăturii acustice a X-59.
NASA apreciază în mod deosebit capacitatea GRS de a opera în medii dificile și de a oferi măsurători extrem de precise și fiabile. Sistemul va fi utilizat în testele de validare acustică, unde va înregistra datele necesare pentru a demonstra capacitatea X-59 de a zbura la viteze supersonice fără a produce un boom sonic deranjant. Această caracteristică este esențială pentru viitorul zborurilor supersonice comerciale.

Citeşte articolul de pe site-ul NASA aici

Concluzie:

Sistemul inovativ de monitorizare a semnalelor dinamice(GRS) reprezintă o inovație semnificativă în domeniul măsurătorilor dinamice și al tehnologiei spațiale. Utilizat pe scară largă în diverse industrii și de NASA pentru proiecte de aviație supersonică, GRS oferă precizie, durabilitate și funcționalitate avansată. Acesta este un instrument esențial pentru cei care necesită măsurători acustice și vibrații de înaltă calitate, fiind pregătit să răspundă provocărilor celor mai exigente medii de operare.

Puteţi achiziţiona sistemul inovativ de monitorizare a semnalelor dinamice(GRS) de pe website-ul nostru:

Published On: 24/05/2024By