一、方案概述

本方案旨在構建一套基于無線傳輸技術的高精度聲發射(Acoustic Emission, AE)傳感系統，突破傳統有線系統的布線限制，實現對設備裂紋、泄漏、摩擦、材料形變等微觀損傷的遠距離、實時、高靈敏度監測。系統以“傳感節點+無線網絡+智能分析平臺”為核心架構，滿足工業4.0時代對設備狀態智能化管控的迫切需求。

二、核心技術亮點

高精度傳感技術

采用 寬頻帶壓電傳感器(頻響范圍：20kHz–2MHz)，支持高頻聲發射信號捕獲;

集成 低噪聲前置放大器(增益≥40dB)與 24位高分辨率ADC，信噪比(SNR)>90dB;

傳感器內置溫度補償模塊，消除環境溫漂對信號精度的影響。

高性能無線傳輸

支持 雙模通信協議：

短距高速傳輸：藍牙5.2(速率2Mbps，延遲<10ms)，適用于設備密集區域;

遠距低功耗：LoRaWAN(傳輸距離>3km，功耗<100μA@休眠);

采用 TDMA時分多址 機制，確保多節點同步采樣(時間同步精度±1μs)。

邊緣計算與智能診斷

節點搭載 嵌入式AI芯片(如ARM Cortex-M7)，實現信號特征(振鈴計數、能量、幅度)的實時提取;

內置 故障特征庫(如軸承剝落、齒輪斷齒、結構裂紋)，支持本地化異常診斷;

數據壓縮率>80%，減少無線帶寬占用。

高精度無線聲發射傳感系統解決方案

三、典型應用場景

工業設備預測性維護

實時監測旋轉機械(風機、泵機)的軸承損傷與齒輪磨損，預警精度>95%;

減少非計劃停機30%以上，維護成本降低25%。

結構健康監測(SHM)

橋梁/儲罐/風電葉片裂紋擴展監測，定位精度<10cm;

長期部署耐受-40℃~85℃極端環境。

材料性能測試

實驗室環境下復合材料斷裂過程的聲發射能量量化分析。

四、實施效益

效率提升：監測數據更新頻率達100Hz，響應延遲<1秒;

可靠性保障：符合IP67防護等級，抗電磁干擾(EMC Class 3);

TCO降低：5年綜合運維成本下降40%，ROI周期<18個月。

五、總結

本方案通過 高精度傳感設計、低延時無線傳輸 與 邊緣智能分析 三重技術突破，解決了復雜工業場景下聲發射監測的部署瓶頸與精度挑戰，為設備安全運行與智能運維提供可靠的數據支撐，推動狀態監測從“事后維修”向“預測性干預”轉型。