新闻动态

工业互联网万亿美金市场，振动测试才刚开始 | 燕缘科创NO.18

2020-08-11

8月7日，“燕缘科创”第十八期邀请了澄科电子科技有限公司创始人&CEO、北京大学电子学系1998级校友胡宗敏，分享了《工业互联网时代，振动测试技术的机会》。

胡宗敏，毕业于北京大学，2012年创立澄科电子科技有限公司，拥有测试测量自动化领域近二十年的工作经验，拥有数十项专利，精通振动测试，多通道数据采集领域的技术创新。2005年，胡宗敏从北京大学硕士毕业后加入National Instruments，历任应用工程师，射频产品专员，现场销售工程师，大区销售经理等职位。

胡宗敏分享称，2020年是新基建爆发年，5G基站建设、特高压、城际高速铁路和城际轨道交通、新能源汽车充电桩、大数据中心、人工智能和工业互联网七大领域成为新型基础设施建设。未来十年，新基建将带来将近40万亿，工业互联网将迎来一个重大的机会。

据IDC统计预测，全球工业互联网2022年会达到一万亿美元市场规模。今年在工业互联网的花费中，其中2000亿美元将用于传感器。澄科电子从事的正是工业互联网中的振动测试领域。

2019年振动测试传感器全球市场规模约28亿美金，并不是很大，在工业互联网发展时代将会有很大的发展机会。振动在航空航天、机械土木等领域是非常常见的应用学科，是工程技术和日常生活中常见的物理现象。今年，引起全国人民关注的虎门大桥抖动现象，后来发现是桥梁施工放置的水马改变了整个桥梁质量分布及模态，产生了涡振。大多数情况下振动是有害的，对设备的精度、寿命和可靠性都会产生影响。有时也是有利的，例如运输、清洗、筛选等等。�无论是利用振动，还是防止振动，都需要对振动值进行测量，这就要运用到振动测试技术。胡宗敏指出，工业互联网的结构是采、传、算。采就是数据采集，是整个工业互联网的底层，是最重要的一层。澄科电子所做的就是振动的数据采集。

工业互联网——采、传、算技术架构

振动测试系统由传感器、数据采集硬件、软件构成。振动测试系统传感器目前大量使用的为振动位移传感器、振动速度传感器、振动加速度传感器（压电式IEPE/ICP、电容式、电阻式）。加速度传感器输出电量与振动加速度成正比。这种类型的传感器只有接触式的，分为压电式和应变式，其中最常用是以压电效应为原理的压电式加速度传感器，占市场至少80%的份额。

压电加速度传感器由刚性很大的弹簧K、质量M与压电晶体等组成。当传感器固定在被测物体上时，M加于压电晶体的惯性力也随之而变，由于K刚度很大，力的变化完全与被测物体的振动加速度a成正比。振动测试系统的采集硬件方面主要看采集的速度、同步采集的通道数量等。软件方面，传统PC测试方法主要是时域分析、频域分析、时频域分析三种方法。时域分析包括有效值、翘度、包络谱分析等方法。频域分析是通过FFT，把信号从时域转换到频域，在频域进行频谱分析，对于转动机械，采用监测分析导谱。时频域分析是时域分析与频域分析相结合。

除此之外，还有小波变换、结构分析、模态分析等方法。这些算法相对复杂，需要专业的软件进行分析。胡宗敏表示，工业互联网时代技术发展飞速进步，创造了许多新的可能。振动测试多年来一直是欧美公司垄断，设备昂贵，如果做与国外一样的产品并没有竞争力，但工业互联网的发展、新技术的发展给国内创业公司带来了新的机会。工业互联网对振动测试系统有：大规模、无线连接、人工智能、低成本、云端处理等新趋势要求。一个完整的工业互联网云监控工作流程是，智能监测设备传感器通过数据采集硬件（MEMS或边缘计算）将数据无线采集到云端，再进行大数据分析，最终在PC浏览器或者移动端就可以访问到监测情况。 MEMS传感器在工业互联网领域的应用已成为一种新的趋势。MEMS（微机电系统, Micro-Electro-Mechanical System）是利用半导体生产工艺制造的集机械结构、传感器、执行器功能亍一体的微米至毫米尺寸的微型器件或系统，与数字电路、通信、电源管理等相结合，在一个小小的芯片上完成智能数据采集、通讯等，实现智能传感器网络。MEMS具有体积小、重量轻、功耗低、可靠性高、价格低、易批量生产、易于集成等优点，MEMS传感器可以同时具备传感器和数据采集功能，有的甚至数据采集硬件内置控制器，可以完成部分算法，变成边缘计算盒子。例如MEMS 加速度传感器同时有倾角、罗盘、磁力传感输出。

MEMS 加速度传感器同时有倾角，罗盘，磁力传感输出

目前，振动测试系统的主要应用领域有：声音振动测试、结构测试、机器状态监测、工业物联网智能监测等。振动传感器是机器设备的听诊器，可以监测到机器早期故障信息，提前检修。例如电梯扶手质量改善、跨海大桥模态分析、旋转机械（铁轨车轴）、机床振动监测、监控站防撞梁智能监控、广告牌监测等。

澄科与中科院光机所合作的平台振动监测仪

精度可以达到10vg精度，支持24小时实时监控

澄科车载混合信号测试系统

通过澄科CT1050LC加速度计搭配 NI9234动态信号采集卡给帮助通力电梯对于国外商场的手扶梯进行监测和质量改善，通过计电梯振动中的各种参数帮助客户了解电梯可能存在的安全隐患

航空风机振动监测

风机网络分布式运营状态监测系统

关于上海澄科

上海澄科电子科技有限公司，聚焦振动测试测量领域，旨在提供完整的振动、应变测试监控系统，分布式多通道数据采集系统，致力于成为中国领先的工业大数据采集、测试、分析系统解决方案提供商。目前澄科的产品在机械设备、轨道交通、土木工程、汽车电子、能源电力、航空航天、高校科研等众多行业被广泛应用，已成功为数千家国内外客户提供累计上万个通道的数据采集设备，参与多项国家重点工程项目。