Essai et mesure dynamique ferroviaire

Essai et mesure dynamique ferroviaire

Essai et Mesure Dynamique Ferroviaire :

Tout comme pour les véhicules routiers, la technologie de mesure inertielle joue un rôle crucial dans diverses tâches de test et de mesure dans les applications ferroviaires. Nos clients intègrent généralement le système inertiel ADMA assisté par GNSS dans leur chaîne d'outils de mesure complète, qui enregistre également d'autres variables, telles que la position du pantographe sur la voie à un moment donné.
Les paramètres de données typiques mesurés comprennent l'accélération, l'inclinaison, la vitesse et la position (trajectoire) avec une résolution de débit de données pouvant atteindre 1 000 Hz. Afin d'améliorer les données de navigation mesurées pendant les pertes du GNSS, en particulier dans les tunnels, un signal odométrique peut être utilisé en complément. De plus, nous fournissons un logiciel de traitement hors ligne capable de traiter les données acquises en avant et en arrière dans le temps à l'aide de notre algorithme de filtre de Kalman, afin d'obtenir des résultats optimaux en matière de données de position, vitesse , inclinaison... Les unités ADMAs sont accréditées ISO 17025 en essai et mesure dynamique ferroviaire.  

Applications

Mesure du cantonnement des voies : évaluation de l'inclinaison latérale des voies. Mesure de la largeur des voies : contrôle de la largeur appropriée des voies ferrées. Mesure de la distance de freinage : évaluation de la distance nécessaire pour que les trains s'arrêtent complètement. Descente en roue libre : performances de déplacement vers l'avant et vers l'arrière du train lorsqu'aucune traction motrice n'est exercée.

Produits complémentaires

Option Multi-GNSS : utilisation de plusieurs systèmes satellitaires tels que GPS, GLONASS, Galileo, Beidou
Mesure et Analyse de fréquence

Mesure et Analyse de fréquence

Actualités connexes et livre blanc

Mesure et Analyse de fréquence

De nombreux phénomènes physiques, tels que les vibrations, l'acoustique ou les signaux électriques, sont intrinsèquement basés sur la fréquence. Lors de la mesure de ces événements, les données brutes contiennent non seulement le signal principal, mais aussi des informations supplémentaires telles que les sources de bruit, les résonances et les harmoniques. Ces caractéristiques sont souvent difficiles à identifier dans une représentation purement temporelle. Cependant, elles sont relativement faciles à détecter grâce à l'analyse fréquentielle.
Dans cet article de blog, nous examinons de plus près les bases de l'analyse fréquentielle, les méthodes courantes, les cas d'utilisation typiques et la manière dont notre logiciel de mesure OXYGEN prend en charge l'évaluation dans le domaine fréquentiel.
Fig. 1 : Signal représenté dans le domaine temporel (à gauche), décomposé en ses composants individuels (au centre) et visualisé dans le domaine fréquentiel (à droite)

Qu'est-ce que l'analyse de fréquence ?

Pour mieux répondre à cette question, prenons un peu de recul. Dans le traitement du signal, les signaux continus ne sont pas seulement analysés dans le domaine temporel, mais généralement aussi dans le domaine fréquentiel. Alors que les données du domaine temporel montrent comment un signal évolue dans le temps, l'analyse fréquentielle révèle quelles fréquences sont présentes et dans quelle mesure elles contribuent au signal global. Pour une compréhension complète d'un signal mesuré, il convient de l'examiner à la fois dans le domaine temporel et dans le domaine fréquentiel.
Concrètement, qu'est-ce que cela signifie ? En termes simples, l'analyse fréquentielle décompose les signaux complexes en leurs composantes fréquentielles fondamentales. Au lieu d'examiner le comportement dans le temps, elle se concentre sur le contenu fréquentiel d'un signal. Cette approche permet d'identifier les comportements périodiques, les fréquences dominantes, les harmoniques, les résonances et d'autres caractéristiques du signal qui sont souvent masquées dans les données brutes du domaine temporel.

Comment fonctionne l'analyse de fréquence ?

Diverses techniques mathématiques peuvent être utilisées pour analyser le contenu fréquentiel d'un signal. Le choix de la méthode dépend en grande partie de l'application et du type d'informations à extraire. Certaines analyses se concentrent sur l'identification des fréquences dominantes, d'autres sur le suivi de l'évolution du contenu fréquentiel dans le temps ou dans des conditions de fonctionnement variables. L'outil de loin le plus courant et le plus fondamental dans l'analyse fréquentielle est la transformée de Fourier et sa mise en œuvre pratique, la transformée de Fourier rapide (FFT).

Qu'est-ce que la transformée de Fourier rapide et la FFT ?
La transformée de Fourier rapide (FFT) est une transformation mathématique qui convertit un signal dans le domaine temporel en sa représentation dans le domaine fréquentiel. Au lieu de montrer comment un signal évolue dans le temps, elle révèle quelles fréquences sont présentes et quelle est leur intensité.
Fig. 2 : À gauche : signal rectangulaire composé de plusieurs composantes sinusoïdales ; au centre : transformation de Fourier du domaine temporel vers le domaine fréquentiel ; à droite : spectre de fréquences unilatéral résultant, ne montrant que les fréquences positives.
La FFT est un algorithme efficace qui permet d'effectuer cette transformation rapidement, même pour des ensembles de données volumineux. Le résultat est généralement affiché sous forme d'amplitude ou de spectre de puissance.

Quels sont les outils mathématiques et les méthodes d'analyse couramment utilisés ?

De nombreuses méthodes avancées d'analyse de fréquence s'appuient sur la FFT et la combinent avec un traitement mathématique supplémentaire afin d'obtenir des informations plus détaillées. Voici quelques exemples courants :
  • Spectres d'amplitude et de puissance Ils montrent dans quelle mesure les différentes fréquences contribuent à un signal, ce qui facilite l'identification des fréquences dominantes et des harmoniques.li>
  • Spectrogrammes Ils permettent de visualiser l'évolution du contenu fréquentiel dans le temps, en combinant les informations temporelles et fréquentielles dans une seule vue.
  • Analyse d'ordre et d'harmoniques Elle analyse les composantes fréquentielles par rapport à la vitesse de rotation ou à une fréquence fondamentale, couramment utilisée pour les machines tournantes et les systèmes d'alimentation.
  • Filtrage dans le domaine fréquentiel : isole ou supprime des plages de fréquences spécifiques afin de se concentrer sur les composantes pertinentes du signal ou de réduire les bruits indésirables.
  • Techniques de fenêtrage et de moyennage : améliore la précision et la stabilité spectrales en réduisant le bruit et en minimisant les fuites spectrales dans l'analyse fréquentielle.

Où utilise-t-on l'analyse fréquentielle et pourquoi ?

L'analyse fréquentielle est essentielle partout où un comportement dynamique, oscillatoire ou périodique joue un rôle. Sa capacité à révéler des informations cachées dans le domaine temporel ne se limite pas à un secteur ou à un cas d'utilisation spécifique. Il s'agit d'un outil fondamental dans de nombreux domaines. Voici quelques exemples de base dans divers secteurs : Automobile et mobilité
  • Analyse NVH des moteurs, des transmissions et des moteurs électriques
  • Identification des effets liés à l'ordre et des résonances
Aérospatiale et essais structurels
  • Analyse modale et détection des résonances
  • Analyse des vibrations structurelles et de la fatigue
Énergie et électricité
  • Analyse harmonique dans les réseaux électriques
  • Détection des perturbations et des problèmes de qualité de l'énergie
Fabrication et surveillance de l'état
  • Détection précoce des défauts des roulements ou des boîtes de vitesses
  • Surveillance de l'état des machines basée sur la fréquence
Acoustique et analyse du bruit
  • Identification des sources de bruit dominantes
  • Évaluation des niveaux sonores pondérés en fréquence
Recherche scientifique
  • Analyse des oscillations stellaires et des signaux périodiques provenant d'objets célestes en astrophysique
  • Détection des ondes sismiques et étude des structures souterraines en sismologie
Médecine
  • Analyse des signaux ECG et EEG pour identifier les schémas cardiaques ou neurologiques
  • Évaluation des signaux ultrasonores et des rythmes physiologiques
Communications
  • Analyse des schémas de modulation et de la bande passante des signaux
  • Détection des interférences, du bruit et de la congestion spectrale

Comment effectuer une analyse de fréquence avec le logiciel OXYGEN ?

Étant donné que l'acquisition, le traitement et l'analyse des signaux sont au cœur de notre activité, notre logiciel de mesure OXYGEN offre naturellement un ensemble complet d'outils d'analyse de fréquence.

Ces outils sont des instruments de visualisation et d'analyse intuitifs, tels que l'analyseur de spectre et le spectrogramme, aux options de filtrage flexibles permettant d'isoler les plages de fréquences pertinentes ou de supprimer les composants indésirables du signal. OXYGEN fournit également divers outils d'analyse, notamment l'analyse FFT, STFT et CPB, ainsi que des méthodes plus avancées telles que les tests modaux, l'analyse d'ordre, l'analyse du niveau sonore, etc.

Les types de default dans les modules photovoltaïques

Les types de default dans les modules photovoltaïques

Comprendre les points chauds

Les points chauds font référence à des zones localisées de température élevée dans un module photovoltaïque. Ces points chauds peuvent survenir pour diverses raisons et, s'ils ne sont pas traités, ils peuvent entraîner une diminution de l'efficacité, une réduction de la puissance de sortie et même des dommages à long terme aux panneaux solaires.

Causes des points chauds

Ombrage partiel : Lorsque certaines parties d'un panneau solaire reçoivent moins de lumière solaire en raison de l'ombrage d'objets proches, tels que des arbres ou des bâtiments, les cellules ombragées peuvent devenir un point chaud. En effet, les cellules grisées peuvent agir comme des résistances, provoquant une augmentation de la température.

Cellules incompatibles : des variations de fabrication ou des cellules incompatibles au sein d'un module peuvent entraîner une production d'énergie inégale. Les cellules moins efficaces peuvent générer moins d’électricité, provoquant un échauffement et la création des points chauds. 

Défauts des cellules : des défauts de fabrication ou des dommages pendant le transport et l'installation peuvent entraîner des dysfonctionnements des cellules. Une cellule défectueuse peut devenir un point chaud car elle ne parvient pas à contribuer sa juste part à la production globale d’énergie.

Cette image montre une variante possible d'une chaîne ou d'un module présentant un problème de point chaud. On constate que ni la tension en circuit ouvert ni le courant de court-circuit ne sont réduits. Cependant, le MPP est considérablement inférieur à celui sans point chaud. La zone située entre les deux courbes décrit la puissance perdue.

Effets des points chauds 

Efficacité réduite : les points chauds peuvent réduire considérablement l’efficacité globale d’un module photovoltaïque. Les températures élevées entravent les performances des cellules solaires, entraînant une diminution de la puissance délivrée.

Durée de vie réduite : une exposition prolongée à des températures élevées peut accélérer le processus de vieillissement des cellules solaires, raccourcissant ainsi la durée de vie de l'ensemble du module photovoltaïque. 

Problèmes de sécurité : les points chauds peuvent présenter des risques pour la sécurité, car des températures excessivement élevées peuvent entraîner un emballement thermique, le module subissant une augmentation rapide de la température, entraînant potentiellement des risques d'incendie.

Atténuer les points chauds

Diodes de dérivation : Les modules photovoltaïques sont équipés de diodes de dérivation qui aident à atténuer l'impact de l'ombrage. Ces diodes redirigent le flux de courant, évitant ainsi les points chauds dans les zones ombragées.

Entretien régulier : l'inspection et l'entretien périodiques des panneaux solaires peuvent identifier et résoudre des problèmes tels que la saleté, les dommages ou les défauts avant qu'ils ne se transforment en points chauds.

PV Master 10 pour l'inspection photovoltaïque

Le PV Master 10 utilise la technologie avancée Time-Sync pour mesurer jusqu'à 20 canaux ou chaînes simultanément (1 canal interne / jusqu'à 20 canaux avec boîtier d'extension). Il offre une mesure précise du potentiel jusqu'à 1 600 V et des capacités de traçage de courbe IV au même niveau de potentiel. Avec une capacité allant jusqu'à 30 A, il garantit des mesures précises. De plus, deux entrées sont disponibles pour les thermocouples (type K) et une pour la mesure de l'irradiance via BNC. L'appareil dispose d'une batterie qui garantit jusqu'à 4 heures de fonctionnement continu, complétée par un écran Full HD multi-touch de 11 pouces pour une utilisation améliorée. Il peut notamment détecter les pertes de mésappariement en série et en parallèle, ce qui en fait un outil complet pour une analyse efficace sur le terrain.

TRIONet3 – La solution de mesure universelle – DEWETRON

 

TRIONet3 – La solution de mesure universelle

DEWETRON incarne la précision avec ses instruments de mesure de haute qualité conçus pour une utilisation fiable pendant de nombreuses années. Nous accordons une grande importance à la modularité et à la flexibilité de nos produits, qui peuvent ainsi être facilement personnalisés pour répondre à vos besoins spécifiques. Parmi nos équipements de mesure les plus adaptables et les plus conviviaux, on trouve les TRIONet3. Découvrez-en plus sur TRIONet3 et ce qui le distingue dans cet article de blog.

Qu’est-ce que TRIONet3 ?

TRIONet3 est un puissant système DAQ frontal et le successeur du TRIONet. Il s’agit de l’extension de mesure haute vitesse idéale pour votre PC ou d’autres systèmes DEWETRON. Connecté via USB 3.0 ou Gigabit-Ethernet, il peut être distribué sur de longues distances. Les nœuds TRIONet3 peuvent être situés jusqu’à 100 m les uns des autres et fonctionner ensemble de manière synchrone.

Fig. 1 : Système de mesure distribué avec TRIONet3

Chaque TRIONet3 dispose de deux emplacements personnalisables avec nos modules de mesure interchangeables. Choisissez parmi notre large gamme de modules disponibles et transformez votre TRIONet3 en un analyseur de puissance complet, activez la localisation GPS ou bénéficiez d’options de synchronisation supplémentaires. Profitez de la commodité de la rétrocompatibilité, qui permet d’utiliser les modules de la nouvelle TRION3 et de la série TRION précédente. De plus, vous pouvez connecter plusieurs TRIONet3 à votre PC et étendre votre configuration de mesure en fonction de vos besoins individuels. Les systèmes TRIONet3 disposent également d’une fonction de fixation astucieuse, qui permet de connecter entre eux les châssis des différents systèmes (voir fig. 2).

Mécanisme d'encliquetage TRIONet

Fig. 2 : Mécanisme d’encliquetage

Solutions de mesure avec TRIONet3

TRIONet3 étant un appareil très compact et flexible, il est idéal pour les mesures distribuées de courant, de tension et de paramètres mécaniques et acoustiques. Il peut donc être utilisé pour une large gamme d’applications.

Un exemple est son utilisation dans les trains ou d’autres types de transport pour mesurer et surveiller les paramètres électriques, thermiques et mécaniques. Dans de tels cas, les différents frontaux sont montés à différents endroits du train et connectés à un PC ou à un système DEWETRON. Il ne reste plus qu’à synchroniser tous les appareils via l’unité de synchronisation intégrée et à démarrer l’enregistrement. Stockez ou évaluez vos enregistrements en temps réel de manière transparente à l’aide de notre logiciel de mesure intuitif OXYGEN. Il offre de nombreuses options, vous permettant d’identifier les défauts mécaniques grâce à l’analyse CPB, d’évaluer l’efficacité du groupe motopropulseur en traçant la puissance apparente, réactive et active, de réaliser une analyse NVH pour garantir le confort, et bien plus encore. Vous pouvez également utiliser le logiciel de mesure de votre choix ou évaluer les données à l’aide de Python ou C++. La flexibilité d’OXYGEN et sa compatibilité avec les langages de programmation courants vous garantissent la liberté d’analyser et d’interpréter les données selon vos préférences et vos besoins.

Fig. 3 : TRIONet3 en tant que système distribué dans un train

Comment configurer TRIONet3

Même si TRIONet3 est un dispositif très complet, la configuration d’un système unique ou même d’un réseau multi-systèmes est simple. Voici un guide par étape pour configurer facilement votre réseau TRIONet3 :

  1. Téléchargez et installez le package TRION
    Procurez-vous le package TRION « DEWETRON-TRION-Applications-x.x.exe » sur notre centre de téléchargement. Ce package complet comprend les pilotes essentiels, les API et DEWETRON-Explorer.
  2. Démarrage et connexion
    Lancez TRIONet3 et attendez qu’il démarre. Connectez ensuite TRIONet3 à votre PC à l’aide de l’interface de votre choix, telle que USB3. TRIONet3 communique de manière transparente avec le PC et obtient automatiquement une adresse IP attribuée. Une configuration manuelle est également possible si nécessaire.
  3. DEWETRON Explorer
    Ouvrez DEWETRON Explorer pour afficher votre TRIONet3 et des informations supplémentaires connexes. Vérifiez que la connexion a bien été établie grâce au symbole « connecté » qui s’affiche sur l’écran tactile du TRIONet3. Votre TRIONet3 est désormais prêt à être utilisé dans OXYGEN ou d’autres environnements.

Comme vous pouvez le constater, la configuration d’un TRIONet3 est très simple.

En résumé, le TRIONet3 est un système d’acquisition de données compact et rapide, même sur des sites distants. Il communique de manière transparente via Ethernet ou USB 3.0 et fonctionne de manière intuitive avec notre logiciel de mesure OXYGEN. Il est facilement personnalisable avec deux modules TRION(3), ce qui le rend adaptable à divers besoins, même en tant qu’analyseur de puissance.

Système d’acquisition de données tout-en-un à grand nombre de canaux

Système d’acquisition de données tout-en-un à grand nombre de canaux

Le DEWE3-A8/A12 est un système d'acquisition de données compact offrant un grand nombre de canaux. Avec jusqu'à 64 (DEWE3-A8) ou 96 (DEWE3-A12) entrées de mesure analogiques, il est idéal pour les essais sur site ou en structure. Le logiciel de mesure OXYGEN intuitif et son écran de 18,5 pouces permettent une utilisation immédiate.

Caractéristiques principales

    • Écran tactile multipoint de 18,5 pouces
    • 8 ou 12 emplacements pour modules TRION(3)
    • PC intégré

    Interface

     

    • Jusqu'à 64 ou 96 entrées analogiques
    • Fréquence d'échantillonnage jusqu'à 10 MS/s
    • Synchronisation, CAN, E/S numériques, compteur

    Bon à savoir

     

    • Débit d'enregistrement sans interruption typique de 800 Mo/s
    • Interface LAN optionnelle de 2,5 Gbit/s ou 10 Gbit/s
    • Peut servir d'analyseur de puissance

    Modules TRION(3) interchangeables par l'utilisateur

    Le DEWE3-A8/A12 prend en charge tous les modules TRION(3) haute vitesse pour la quasi-totalité des capteurs et signaux d'entrée, tels que la tension, le courant, la puissance, les vibrations (IEPE), les ponts de Wheatstone (jauges de contrainte), les potentiomètres, les RTD, le CAN, les entrées de compteurs, les thermocouples, et bien d'autres. La synchronisation peut être assurée par des sources de temps externes comme le GPS, le PTP ou l'IRIG. Les modules TRION(3) sont facilement interchangeables.

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