BE1021598B1 - Module de transmission de signaux sans fil, systeme de diagnostic de machine industrielle et procede d'alimentation du module de transmission - Google Patents

Module de transmission de signaux sans fil, systeme de diagnostic de machine industrielle et procede d'alimentation du module de transmission Download PDF

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BE1021598B1
BE1021598B1 BE2014/0560A BE201400560A BE1021598B1 BE 1021598 B1 BE1021598 B1 BE 1021598B1 BE 2014/0560 A BE2014/0560 A BE 2014/0560A BE 201400560 A BE201400560 A BE 201400560A BE 1021598 B1 BE1021598 B1 BE 1021598B1
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transmission module
stabilization
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BE2014/0560A
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Pietro Thomas Di
Fabrice Brion
Arnaud Stievenart
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Industrial Consulting Automation Research Engineering, En Abrégé: I-Care
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Abstract

Module de transmission de signaux sans fil pour un système de diagnostic de machine industrielle, comprenant un boîtier, une source d'alimentation autonome, un capteur agencé à effectuer des mesures, notamment de vibration, un connecteur ayant une première extrémité reliée au boîtier et une deuxième extrémité reliée au capteur, un système de fixation relié au capteur et agencé à fixer le module de transmission de signaux sans fil sur la machine industrielle, une carte électronique pourvue de moyens de commande agencés à commander le cycle d'alimentation du capteur en une phase de veille, une première phase de stabilisation et une phase de régime.

Description

Module de transmission de signaux sans fil, système de diagnostic de machine industrielle et procédé d’alimentation du module de transmission.
Domaine de l’invention
La présente invention concerne un module de transmission de signaux sans fil pour un système de diagnostic de machine industrielle permettant de surveiller à distance et avec précision des équipements industriels dans des conditions extrêmes. La présente invention concerne également un système de diagnostic de machine industrielle et un procédé d'alimentation du module de transmission.
Description de l’état de la technique L'alimentation électrique d'un capteur est généralement réalisée avec une tension ou un courant à caractéristiques constantes et prédéterminées. Cette configuration permet d'appliquer une puissance moyenne constante aux bornes du capteur. Les fabricants de capteurs recommandent une alimentation à tension ou courant constant, et ce pendant toute la durée d'alimentation des capteurs. L'utilisation d'une diode de régulation de courant permet d'assurer un courant ou une tension aux caractéristiques constantes aux bornes du capteur et donc d'appliquer une puissance moyenne constante.
Lorsqu'on observe les valeurs retournées par un capteur de mesures lors de sa mise sous tension, on constate que ces dernières mettent un certain temps à se stabiliser. En règle générale, les valeurs retournées par le capteur augmentent jusqu'à atteindre une valeur maximale puis diminuent pour atteindre une valeur asymptotique, comme représenté sur la Figure 1. Pendant sa phase de stabilisation, le capteur consomme de l'énergie alors que les valeurs retournées par celui-ci ne sont pas utilisables. Ceci implique une consommation d'énergie non négligeable pendant la phase de stabilisation.
Certains dispositifs industriels permettant d'effectuer des mesures et de les transmettre sans fil existent telle la solution EAGLE développée par la société Acoem.
Cependant, ces solutions ne permettent pas d'adresser spécifiquement la problématique de consommation d'énergie pendant la phase de stabilisation du capteur. La durée de vie de la source d'alimentation autonome s'en trouve donc affectée.
Une réponse généralement trouvée à ce problème technique consiste à optimiser les composants afin d'atteindre une solution moins énergivore et en particulier d'utiliser des capteurs plus sophistiqués et plus onéreux afin d'économiser l'énergie et ainsi préserver la durée de vie de la source d'alimentation.
Divulgation de l’invention
Un des buts de cette invention est de fournir un module de transmission de signaux sans fil pour un système de diagnostic de machine pour lequel la durée de vie la source d'alimentation autonome est prolongée sans avoir recours à l'optimisation des composants des capteurs. L'objectif est de fournir une solution moins énergivore ne nécessitant pas de capteurs sophistiqués et onéreux.
Dans un premier aspect, la présente invention fournit un module de transmission de signaux sans fil pour un système de diagnostic de machine industrielle, comprenant : a. un boîtier, comprenant un couvercle et un corps, b. une source d'alimentation autonome, telle que pile ou réserve d'énergie limitée, agencée à alimenter le module, c. un capteur agencé à effectuer des mesures, en particulier des mesures de vibration, d. un connecteur, ayant une première extrémité reliée au boîtier et une deuxième extrémité reliée au capteur, e. un système de fixation relié au capteur et agencé à fixer le module de transmission de signaux sans fil sur la machine industrielle, f. une carte électronique, logée à l'intérieur du corps, la carte électronique étant pourvue de moyens de commande agencés à commander le cycle d'alimentation du capteur en une phase de veille, une phase de stabilisation et une phase de régime, dans lequel : i. durant la phase de veille, le capteur n'est pas alimenté en énergie, ii. durant la première phase de stabilisation, le capteur est alimenté en énergie de manière discontinue et durant laquelle les moyens de commande alimentent le capteur de manière à ce que la puissance moyenne appliquée soit inférieure à 90% de la puissance moyenne appliquée en phase de régime, et iii. durant la phase de régime, le capteur est alimenté à sa tension nominale et effectue des mesures.
On a constaté qu'en combinant ces caractéristiques techniques, on peut obtenir un module capable d'économiser l'énergie consommée par le capteur et ainsi prolonger la durée de vie de la source d'alimentation autonome.
Dans un deuxième aspect de la présente invention, les moyens de commande du module de transmission de signaux sans fil sont en outre agencés à moduler l'alimentation du capteur pendant la phase de stabilisation, d'une durée inférieure à 20 secondes, selon une fréquence de commutation comprise entre 10Hz et 500kHz et un rapport cyclique prédéterminé entre 3 et 20 %, et plus particulièrement entre 5% et 9%.
On a constaté qu'en combinant ces caractéristiques techniques, on peut obtenir une économie d'énergie maximale au niveau du module tout en ne détériorant pas la stabilisation du capteur et la prise de mesures.
Dans un troisième aspect, la présente invention fournit un module de transmission de signaux sans fil pour lequel les moyens de commande sont en outre agencés à commander le cycle d'alimentation avec une deuxième phase de stabilisation située entre la première phase de stabilisation et la phase de régime pendant laquelle la puissance moyenne appliquée peut être soit égale à la puissance de régime soit inférieure à la puissance de régime.
On a constaté qu'en combinant ces caractéristiques techniques, on peut obtenir une solution permettant de s'adapter à une grande variété de capteurs et obtenir les meilleurs résultats en termes d'économies d'énergie.
Dans un quatrième aspect, la présente invention fournit un module de transmission sans fil selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les moyens de commande comprennent un ensemble comprenant un convertisseur de tension DC-DC et un interrupteur commandé placé en série avec le convertisseur.
On a constaté qu'en combinant ces caractéristiques techniques, on peut obtenir un dispositif permettant de moduler finement l'alimentation du capteur tout en offrant la possibilité d'adapter la modulation en fonction du capteur utilisé.
Dans un cinquième aspect, la présente invention fournit un module de transmissions sans fil dans lequel les moyens de commande sont agencés à adapter la fréquence de commutation, le rapport cyclique et la durée de cycle en fonction du capteur.
On a constaté qu'en combinant ces caractéristiques techniques, on peut obtenir une solution permettant d'adapter finement l'alimentation fournie à une grande variété de capteurs.
Dans un sixième aspect, la présente invention fournit un module de transmissions sans fil dans lequel les moyens de commande sont agencés à alimenter le capteur pendant la phase de stabilisation de manière à ce que la puissance moyenne appliquée soit comprise entre 3% et 20% de la puissance moyenne appliquée en phase de régime, et en particulier entre 5% et 9%.
On a constaté qu'en combinant ces caractéristiques techniques, on peut obtenir une solution permettant d'atteindre des résultats optimaux en termes d'économies d'énergie tout en ne détériorant pas le comportement du capteur pendant la phase de stabilisation.
Dans un septième aspect, la présente invention fournit un système de diagnostic de machines industrielles, comprenant une série de modules de transmission sans fil complétés ou non par des prolongateurs de réseau sans fil et un module central de réception de signaux agencé à recevoir les signaux desdits modules.
Dans un huitième aspect, la présente invention fournit un procédé d'alimentation d'un module de transmission de signaux sans fil pour un système de diagnostic de machine industrielle comprenant l'application d'une phase de veille, d'une ou deux phases de stabilisation et d'une phase de régime.
Brève description des dessins
Les caractéristiques de l'invention sont exposées en particulier dans les revendications. Cependant, l'invention proprement dite se comprend mieux en se référant à la description détaillée suivante d'un mode de réalisation exemplaire, avec les dessins qui l'accompagnent, description dans laquelle : • La Figure 1 est un graphique représentant les valeurs retournées par un capteur de mesures lorsqu'on allume son alimentation ; • La Figure 2 est une vue de face ainsi qu'une vue en perspective présentant les différents composants du module de transmission sans fil suivant l'invention ; • La Figure 3 est un graphique représentant la puissance moyenne appliquée dans le cas d'un mode d'alimentation classique par rapport à la puissance moyenne appliquée dans le cadre de présente invention ; • La Figure 4 est un graphique représentant une autre possibilité de mode d'alimentation de la présente invention comprenant une seconde phase de stabilisation pendant laquelle la puissance moyenne appliquée est inférieure à la puissance de régime ; • La Figure 5 est un graphique représentant une autre possibilité de mode d'alimentation de la présente invention comprenant une seconde phase de stabilisation pendant laquelle la puissance moyenne appliquée est constante et égale à 100% de la puissance de régime ; • La Figure 6 présente le système de modulation de l'alimentation du capteur de la présente invention ; • La Figure 7 présente le principe de modulation de l'alimentation d'un capteur avec des périodes pendant lesquelles le capteur est alimenté et des périodes où l'alimentation est nulle ; • La Figure 8 présente les valeurs retournées par un capteur lorsque l'on allume son alimentation en appliquant le principe de modulation de largeur d'impulsion en utilisant un rapport cyclique prédéfini pendant la phase de stabilisation; • La Figure 9 présente les valeurs retournées par un capteur lorsque l'on allume son alimentation en appliquant le principe de modulation de largeur d'impulsion en utilisant une durée de cycle prédéfinie pendant la phase de stabilisation ; • La Figure 10 présente le système de diagnostic de machines industrielles, comprenant une série de modules de transmission sans fil, un ou des prolongateurs de réseau sans fil et un module central de réception de signaux agencé à recevoir les signaux desdits modules ; • La Figure 11 présente un autre mode de mise en oeuvre de l'invention avec l'utilisation d'un potentiomètre numérique permettant de faire varier la puissance appliquée au capteur.
Mode de mise en œuvre de l’invention
La présente invention sera décrite en rapport avec des formes de réalisation particulières et en référence à certains dessins, mais l'invention n'est toutefois pas limitée à cela mais uniquement par les revendications. Les dessins décrits ne sont que schématiques et non limitatifs.
Les diverses formes de réalisation, bien que qualifiées de « préférées » doivent être interprétées comme des façons exemplaires dont l'invention peut être mise en œuvre plutôt que comme limitant la portée de l'invention.
Le terme « comprenant », utilisé dans les revendications, ne doit pas être interprété comme étant limité aux moyens ou étapes énumérés ci-dessous ; il n'exclut pas d'autres éléments ou étapes. Il doit être interprété comme spécifiant la présence des éléments, nombres entiers, étapes ou composants cités auxquels il est fait référence mais n'exclut pas la présence ou l'ajout d'un ou plusieurs autres éléments, nombres entiers, étapes ou composants ou groupes de ceux-ci. Donc, la portée de l'expression « un dispositif comprenant A et B » ne devrait pas être limitée à des dispositifs comprenant uniquement les composants A et B, au contraire, en ce qui concerne la présente invention, les seuls composants énumérés du dispositif sont A et B, et la revendication devrait également être interprétée comme incluant les équivalents de ces composants.
On trouvera à présent des références aux figures dessinées pour décrire la présente invention en détail. Plus de détails sur des exemples de réalisation de la présente invention sont donnés sur base des descriptions faisant référence aux figures dessinées.
La Figure 2 est une vue générale en coupe du module de transmission sans fils comprenant un boîtier (201), composé d'un corps (202) et d'un couvercle (203), contenant une carte électronique (204) et une source d'alimentation autonome (205). La Figure 2 représente également le connecteur (206) qui permet d'effectuer la liaison entre le boîtier et le capteur, le capteur (207) et le système de fixation (208) du module de transmission sans fils.
La Figure 3 présente une comparaison de la puissance moyenne appliquée (Pc) pour un schéma d'alimentation classique d'un capteur de mesures par rapport à la puissance moyenne appliquée pour le schéma d'alimentation de la présente invention. Cette figure présente les trois phases du cycle d'alimentation d'un capteur : phase de veille (301), phase de stabilisation (302), phase de régime (303). Cette figure montre que pour la présente invention la puissance moyenne appliquée au capteur pendant la phase de stabilisation est inférieure à la puissance moyenne appliquée pendant la phase de régime.
La Figure 4 présente le cas de la présente invention où une deuxième phase de stabilisation existe pendant laquelle la puissance appliquée augmente jusqu'à atteindre 100% de la puissance de régime. Dans ce cas, la puissance moyenne appliquée (Pc) est supérieure à la puissance moyenne appliquée durant la première phase de stabilisation et inférieure à celle appliquée durant la phase de régime. Cette figure présente les quatre phases du cycle d'alimentation de ce cas de figure : phase de veille (401), première phase de stabilisation (402), deuxième phase de stabilisation (403), phase de régime (404).
La Figure 5 présente le cas de la présente invention où une deuxième phase de stabilisation existe pendant laquelle la puissance moyenne appliquée (Pc) est égale à 100% de la puissance de régime. Cette figure présente les quatre phases du cycle d'alimentation de ce cas de figure : phase de veille (501), première phase de stabilisation (502), deuxième phase de stabilisation (503), phase de régime (504).
La Figure 6 présente le système de modulation de l'alimentation du capteur. La figure montre l'interrupteur commandé (601) placé en série avec le convertisseur de tension DC- DC (602) comprenant un convertisseur de tension (603). Cette figure présente également les bornes de connexion de la source d'alimentation autonome (604) et de l'alimentation du capteur (605).
La Figure 7 présente le principe de modulation d'alimentation d'un capteur. Cette figure représente la durée d'un cycle (701) et les périodes pendant lesquelles le capteur est alimenté (702) et celles pendant lesquelles il n'est pas alimenté (703).
La Figure 8 présente les valeurs retournées par un capteur lorsque l'on allume son alimentation en appliquant le principe de modulation de largeur d'impulsion en utilisant un rapport cyclique prédéfini pendant la phase de stabilisation.
La Figure 9 présente les valeurs retournées par un capteur lorsque l'on allume son alimentation en appliquant le principe de modulation de largeur d'impulsion en utilisant une durée de cycle prédéfinie pendant la phase de stabilisation.
La Figure 10 présente le système de diagnostic de machines industrielles, comprenant une série de modules de transmission sans fil (1001), un ou des prolongateurs de réseau sans fil (1002) et un module central de réception de signaux agencé à recevoir les signaux desdits modules (1003).
La présente invention concerne un module de transmission de signaux sans fil pour un système de diagnostic de machine industrielle permettant de surveiller à distance et avec précision des équipements industriels dans des conditions extrêmes. Le module est agencé à alimenter le capteur à des intervalles prédéfinis afin de permettre la prise de mesures. Entre les prises de mesures, le module n'alimente pas le capteur de mesures, c'est la phase de veille.
Comme présenté ci-dessus sur la Figure 2, le module est constitué de plusieurs éléments. En particulier, la carte électronique comporte un dispositif permettant de commander l'alimentation du capteur et représenté sur la Figure 6. Ce dispositif est constitué d'un interrupteur commandé permettant d'allumer et d'éteindre l'alimentation du capteur et ainsi de démarrer une prise de mesures lorsque désiré. En série avec l'interrupteur commandé, un convertisseur DC-DC permet d'effectuer une modulation de largeur d'impulsion. Le principe de modulation de largeur d'impulsion est un principe largement utilisé dans les transformateurs à courant continu afin de convertir une tension en une tension moyenne plus faible. Dans le cas de la présente invention, le principe de modulation de largeur d'impulsion n'est pas utilisé afin d'obtenir une tension moyenne plus faible. La présente invention implémente le principe de modulation de largeur d'impulsion afin de réaliser une économie d'énergie lors de la mise sous tension du capteur de mesures. En effet, comme présenté sur la Figure 1, lorsqu'on alimente un capteur de mesures, les valeurs retournées par ce dernier augmentent temporairement jusqu'à atteindre une valeur maximale puis diminuent pour tendre vers une valeur asymptotique. Il existe une phase de stabilisation pendant laquelle les valeurs retournées par le capteur ne sont pas exploitables lorsqu'elles se situent aux alentours de la valeur maximale, ce qui nécessite d'attendre plusieurs secondes avant de pouvoir effectuer une prise de mesures significative. Une fois la phase de stabilisation passée, le capteur atteint sa phase de régime pendant laquelle les valeurs retournées par le capteur tendent vers une valeur asymptotique et sont alors exploitables.
La phase de stabilisation est généralement coûteuse en énergie car elle nécessite d'alimenter le capteur pendant plusieurs secondes sans pouvoir exploiter les mesures retournées par ce dernier.
Comme présenté sur la Figure 3, le principe de modulation de largeur d'impulsion implémenté dans la présente invention est mis en oeuvre afin d'appliquer une puissance moyenne inférieure pendant la phase de stabilisation et ainsi de réaliser des économies d'énergie.
Sur la Figure 7, le principe de modulation de largeur d'impulsion mis en œuvre par la présente invention pendant la phase de stabilisation est présentée. Ce principe repose sur une succession de phases pendant lesquelles le capteur est alimenté et de phases pendant lesquelles le capteur n'est pas alimenté. La durée d'un cycle d'alimentation est définie comme la somme du temps ou l'alimentation est allumée et le temps ou l'alimentation est éteinte. On définit également le rapport cyclique, exprimé en pourcentage, comme le rapport entre la durée pendant laquelle le capteur est alimenté et la durée totale d'un cycle d'alimentation. La fréquence de commutation correspond au nombre de fois où l'alimentation passe de l'état éteint à l'état allumé par unité de temps.
Dans la forme de mise en œuvre de l'invention présentée, le rapport cyclique, la durée d'un cycle d'alimentation et la fréquence de commutation sont des paramètres que l'on peut adapter d'un point de vue logiciel en fonction du capteur à alimenter afin d'atteindre un compromis acceptable entre économie d'énergie et comportement du capteur durant la phase de stabilisation. Les essais réalisés pour la mise en œuvre de la présente invention ont permis de déterminer des plages de valeurs préférées pour ces paramètres pendant la phase de stabilisation dans le cadre de la présente invention. Les Figures 8 et 9 présentent les valeurs retournées par un capteur en appliquant respectivement un rapport cyclique prédéfini et une durée de cycle prédéfinie. On constate dans les deux cas que la consommation d'énergie du capteur est moindre pendant la phase de stabilisation par rapport à une alimentation classique telle que représentée sur la Figure 1. Cependant, les essais réalisés pour la mise en œuvre de la présente invention ont permis de constater que le rapport cyclique ne devait pas être fixé à une valeur trop basse et que la durée d'un cycle ne devait pas être trop élevée afin de ne pas perturber la phase de stabilisation du capteur.
Selon les formes préférées de mise en œuvre de l'invention, la phase de stabilisation doit avoir d'une durée inférieure à 20 secondes, la fréquence de commutation doit être comprise entre 10Hz et 100kHz et le rapport cyclique doit être compris entre 5% et 9%. De tels paramètres impliquent que la puissance moyenne appliquée au capteur en phase de stabilisation est comprise entre 5% et 9% de la puissance moyenne appliquée en phase de régime.
Dans certaines formes de réalisation de l'invention, il peut également exister une deuxième phase de stabilisation comme présenté sur les Figures 4 et 5. Dans ce cas, la puissance moyenne appliquée peut être égale à la puissance moyenne de régime ou alors être inférieure la puissance moyenne de régime.
Une fois la phase de stabilisation terminée, le capteur atteint sa phase de régime et le module alimente le capteur à sa tension nominale afin de collecter les mesures.
Dans la forme de mise en œuvre de l'invention présentée, les modules de transmissions de signaux sans fils communiquent avec un module central de réception de signaux en utilisant notamment la technologie IEEE 802.15.4. L'invention peut également comporter des prolongateurs de réseau sans fil permettant de relayer les signaux sans fil dans le cas où la puissance du signal ne permettrait de pas communiquer de manière efficace avec le module central.
Dans d'autres formes de réalisation de l'invention il est possible d'utiliser d'autres principes pour limiter la puissance moyenne appliquée à un capteur durant la phase de stabilisation et ainsi réduire la consommation d'énergie. Il est ainsi possible de diminuer le courant lui étant fourni. A tension d'alimentation constante, le courant est inversement proportionnel à la résistance de la charge ( I = U / R ).
En insérant une résistance en série avec le capteur durant la phase de stabilisation on diminue la puissance transmise au capteur, en l'enlevant durant la phase de régime, la puissance envoyée au capteur est maximale. Une manière de réaliser cette opération est l'utilisation d'un potentiomètre numérique tel qu'illustré sur la Figure 11. La solution comporte une source d'alimentation autonome (1101) sur laquelle est connecté un potentiomètre numérique (1102) qui reçoit un signal numérique de commande (1103). La solution permet de faire varier la puissance transmise au niveau de l'alimentation du capteur (1104). Néanmoins ces résistances dissipent une partie de l'énergie issue de l'alimentation, cette solution présente donc un rendement énergétique plus faible que la solution proposée initialement.
Il est également possible d'utiliser un système basé sur des diodes régulatrices de courant placées en parallèle et utilisant des interrupteurs commandés afin de faire varier le courant appliqué au capteur. On peut ainsi faire varier la puissance appliquée au capteur en augmentant progressivement le courant.
Une dernière possibilité pour limiter la puissance fournie au capteur est de faire varier la tension aux bornes du capteur en utilisant des inductances placées en parallèle et reliées à des interrupteurs commandés. En fermant les interrupteurs, on augmente ainsi l'inductance équivalente et on peut alors faire varier la tension aux bornes du capteur.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Module de transmission de signaux sans fil pour un système de diagnostic de machine industrielle, comprenant : a. un boîtier, comprenant un couvercle et un corps, b. une source d'alimentation autonome, telle que pile ou réserve d'énergie limitée, agencée à alimenter le module, c. un capteur agencé à effectuer des mesures, en particulier des mesures de vibration, d. un connecteur, ayant une première extrémité reliée au boîtier et une deuxième extrémité reliée au capteur, e. un système de fixation relié au capteur et agencé à fixer le module de transmission de signaux sans fil sur la machine industrielle, f. une carte électronique, logée à l'intérieur du corps, la carte électronique étant pourvue de moyens de commande agencés à commander le cycle d'alimentation du capteur en une phase de veille, une première phase de stabilisation et une phase de régime, dans lequel : i. durant la phase de veille, le capteur n'est pas alimenté en énergie, ii. durant la première phase de stabilisation, le capteur est alimenté en énergie de manière discontinue et durant laquelle les moyens de commande alimentent le capteur de manière à ce que la puissance moyenne appliquée soit inférieure à 90% de la puissance moyenne appliquée en phase de régime, et iii. durant la phase de régime, le capteur est alimenté à sa tension nominale et effectue des mesures.
  2. 2. Module de transmission de signaux sans fil selon la revendication 1, dans lequel les moyens de commande sont en outre agencés à moduler l'alimentation du capteur pendant la phase de stabilisation, d'une durée inférieure à 20 secondes, selon une fréquence de commutation comprise entre 10Hz et 500kHz et un rapport cyclique prédéterminé entre 3 et 20 %, et plus particulièrement entre 5% et 9%.
  3. 3. Module de transmission de signaux sans fils de la revendication 1 ou 2 dans lequel les moyens de commande sont en outre agencés à commander le cycle d'alimentation avec une deuxième phase de stabilisation située entre la première phase de stabilisation et la phase de régime pendant laquelle la puissance moyenne appliquée est égale à 100% de la puissance de régime.
  4. 4. Module de transmission de signaux sans fils de la revendication 1 ou 2 dans lequel les moyens de commande sont en outre agencés à commander le cycle d'alimentation avec une deuxième phase de stabilisation située entre la première phase de stabilisation et la phase de régime pendant laquelle la puissance moyenne appliquée est supérieure à la puissance moyenne appliquée pendant la première phase de stabilisation et inférieure à la puissance de régime.
  5. 5. Module de transmission sans fil selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les moyens de commande comprennent un ensemble comprenant un convertisseur de tension DC-DC et un interrupteur commandé placé en série avec le convertisseur.
  6. 6. Module de transmissions sans fil selon la revendication 2, dans lequel les moyens de commande sont agencés à adapter la fréquence de commutation, le rapport cyclique et la durée de cycle en fonction du capteur.
  7. 7. Module de transmissions sans fil suivant l'une des revendications précédentes, dans lequel les moyens de commande sont agencés à alimenter le capteur pendant la phase de stabilisation de manière à ce que la puissance moyenne appliquée soit comprise entre 3% et 20% de la puissance moyenne appliquée en phase de régime, et en particulier entre 5% et 9%.
  8. 8. Système de diagnostic de machines industrielles, comprenant une série de modules de transmission sans fil suivant l'une des revendications précédentes et un module central de réception de signaux agencé à recevoir les signaux desdits modules.
  9. 9. Système de diagnostic de machines industrielles selon la revendication 8 comprenant en outre un ou plusieurs prolongateurs de réseau sans fil.
  10. 10. Procédé d'alimentation d'un module de transmission de signaux sans fil pour un système de diagnostic de machine industrielle selon l'une des revendications précédentes comprenant l'application d'une phase de veille, d'une phase de stabilisation et d'une phase de régime dans laquelle : i. durant la phase de veille, le capteur n'est pas alimenté en énergie, ii. durant la première phase de stabilisation, le capteur est alimenté en énergie de manière discontinue et durant laquelle les moyens de commande alimentent le capteur de manière à ce que la puissance moyenne appliquée soit inférieure à 90% de la puissance moyenne appliquée en phase de régime, et iii. durant la phase de régime, le capteur est alimenté à sa tension nominale et effectue des mesures.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL3472579T3 (pl) * 2016-05-18 2024-02-05 Industrial Consulting Automation Research Engineering (I-Care) Analiza nadpróbkowanych sygnałów drgań o wysokiej częstotliwości

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040239525A1 (en) * 2003-05-28 2004-12-02 Nec Corporation Monitoring terminal device
US20100112959A1 (en) * 2008-11-04 2010-05-06 Hitachi, Ltd. Electronic circuit and radio communications system

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5845230A (en) 1996-01-30 1998-12-01 Skf Condition Monitoring Apparatus and method for the remote monitoring of machine condition
US6489884B1 (en) 1996-01-30 2002-12-03 Skf Condition Monitoring Apparatus and method for the remote monitoring of machine condition
US6138078A (en) 1996-08-22 2000-10-24 Csi Technology, Inc. Machine monitor with tethered sensors
US6124692A (en) 1996-08-22 2000-09-26 Csi Technology, Inc. Method and apparatus for reducing electrical power consumption in a machine monitor
US6297742B1 (en) 1996-08-22 2001-10-02 Csi Technology, Inc. Machine monitor with status indicator
US5726911A (en) 1996-08-22 1998-03-10 Csi Technology, Inc. Electric motor monitor
US5852351A (en) 1996-08-22 1998-12-22 Csi Technology Machine monitor
US5854994A (en) 1996-08-23 1998-12-29 Csi Technology, Inc. Vibration monitor and transmission system
US6301514B1 (en) 1996-08-23 2001-10-09 Csi Technology, Inc. Method and apparatus for configuring and synchronizing a wireless machine monitoring and communication system
US5907491A (en) 1996-08-23 1999-05-25 Csi Technology, Inc. Wireless machine monitoring and communication system
US6006164A (en) 1997-07-22 1999-12-21 Skf Condition Monitoring, Inc. Portable vibration monitor
US6202491B1 (en) 1997-07-22 2001-03-20 Skf Condition Monitoring, Inc. Digital vibration coupling stud
US5992237A (en) 1997-07-22 1999-11-30 Skf Condition Monitoring, Inc. Digital vibration coupling stud
US6275781B1 (en) 1997-07-29 2001-08-14 Skf Condition Monitoring, Inc. Vibration data processor and processing method
GB2337118A (en) 1998-05-06 1999-11-10 Csi Technology Inc Interchangeable sensor monitoring device
US6257066B1 (en) 1998-05-21 2001-07-10 Reid Asset Management Company Portable vibration monitoring device
US6078874A (en) 1998-08-04 2000-06-20 Csi Technology, Inc. Apparatus and method for machine data collection
US6298308B1 (en) 1999-05-20 2001-10-02 Reid Asset Management Company Diagnostic network with automated proactive local experts
US6513386B2 (en) 1999-10-22 2003-02-04 Skf Condition Monitoring Digital vibration coupling stud
US6892581B2 (en) 2001-11-19 2005-05-17 Csi Technology, Inc. Multi-axis vibration sensor with integral magnet
US6598479B1 (en) 2001-11-19 2003-07-29 Csi Technology, Inc. Integral magnet vibration sensor
US6735420B2 (en) * 2001-12-18 2004-05-11 Globespanvirata, Inc. Transmit power control for multiple rate wireless communications
US6839660B2 (en) 2002-04-22 2005-01-04 Csi Technology, Inc. On-line rotating equipment monitoring device
US20060181427A1 (en) 2005-01-31 2006-08-17 Csi Technology, Inc. Machine condition indication system
WO2007147612A1 (fr) 2006-06-23 2007-12-27 Ab Skf Système de surveillance d'état et de vibration, situé dans une zone sécurisée, et parties associées
US7424403B2 (en) 2006-09-29 2008-09-09 Csi Technology, Inc. Low power vibration sensor and wireless transmitter system
US7937373B2 (en) 2007-09-07 2011-05-03 Csi Technology, Inc. Method and apparatus for automated storage of event-substantiating data
EP2347232B1 (fr) 2008-10-14 2023-03-29 Skf Usa Inc. Dispositif de surveillance de vibration portatif
US20120041695A1 (en) 2010-08-16 2012-02-16 Csi Technology, Inc. Integrated vibration measurement and analysis system
US9199360B2 (en) 2012-10-26 2015-12-01 Azima Holdings, Inc. Sensor mounting apparatus and methods of using same
US9927285B2 (en) 2012-10-26 2018-03-27 Azima Holdings, Inc. Multi-unit data analyzer
US9459176B2 (en) 2012-10-26 2016-10-04 Azima Holdings, Inc. Voice controlled vibration data analyzer systems and methods
US10310496B2 (en) 2013-02-07 2019-06-04 Azima Holdings, Inc. Systems and methods for communicating in a predictive maintenance program using remote analysts
US10502594B2 (en) 2013-04-29 2019-12-10 Emerson Electric (Us) Holding Corporation (Chile) Limitada Dynamic transducer with digital output and method for use
US8973815B2 (en) 2013-04-29 2015-03-10 Aktiebolaget Skf One touch data collection apparatus
US9778080B2 (en) 2013-04-29 2017-10-03 Emerson Electric (Us) Holding Corporation (Chile) Limitada Selective decimation and analysis of oversampled data

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040239525A1 (en) * 2003-05-28 2004-12-02 Nec Corporation Monitoring terminal device
US20100112959A1 (en) * 2008-11-04 2010-05-06 Hitachi, Ltd. Electronic circuit and radio communications system

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Publication number Publication date
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US20160018820A1 (en) 2016-01-21

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