المحولات: أجهزة استشعار تحليل الاهتزاز

التعريف: ما هو المحول؟

في سياق تحليل الاهتزاز، أ محول الطاقة هو جهاز يُحوّل الحركة الفيزيائية الميكانيكية (الاهتزاز) إلى إشارة كهربائية متناسبة. تُعالج هذه الإشارة الكهربائية وتُقاس وتُحلل بواسطة جامع بيانات أو نظام مراقبة. تُعدّ محولات الطاقة المستشعرات الأساسية والحلقة الأولى في سلسلة القياس؛ فبدون محول طاقة موثوق، لا يُمكن إجراء تحليل ذي معنى. يُعدّ اختيار محول الطاقة قرارًا حاسمًا يعتمد على نوع الجهاز وسرعته والأعطال المُحددة التي تتم مراقبتها.

ثلاثة أنواع رئيسية من محولات الاهتزاز

هناك ثلاثة أنواع رئيسية من المحولات المستخدمة في مراقبة الآلات الصناعية، كل منها يقيس معلمة فيزيائية مختلفة للاهتزاز.

1. مقياس التسارع (يقيس التسارع)

ال مقياس التسارع هو بلا شكّ أكثر مُحوِّلات الاهتزاز شيوعًا وتنوعًا. فهو يقيس تسارع الهيكل المُثبَّت عليه.

• مبدأ: معظم مقاييس التسارع الصناعية هي مقاييس كهربائية ضغطية، تستخدم بلورة تولد جهدًا عند تعرضها لضغط من كتلة داخلية.
• نقاط القوة: تتميز هذه الأجهزة بنطاق تردد واسع للغاية، وهي متينة للغاية، وتأتي بتصميمات متنوعة، ويمكن استخدامها على أي نوع من الآلات تقريبًا. وهي ممتازة بشكل خاص لكشف الأحداث عالية التردد.
• الاستخدام الأساسي: مراقبة الآلات متعددة الأغراض، من الآلات منخفضة السرعة إلى الآلات التوربينية عالية السرعة. إنها أجهزة الاستشعار المثالية لاكتشاف الأعطال عالية التردد مثل عيوب المحمل والتروس.

2. محول السرعة (يقيس السرعة)

A محول السرعة هو مستشعر كهروديناميكي يقيس سرعة الاهتزاز بشكل مباشر.

• مبدأ: يعمل كميكروفون، بملف سلكي معلق في مجال مغناطيسي. مع اهتزاز الغلاف، تُولّد الحركة النسبية بين الملف والمغناطيس جهدًا يتناسب مع السرعة.
• نقاط القوة: تُنتج هذه الأجهزة إشارة قوية ومنخفضة الضوضاء في نطاق التردد المتوسط (حوالي ١٠ هرتز إلى ١٠٠٠ هرتز)، وهو المكان الذي تحدث فيه معظم الأعطال الشائعة، مثل عدم التوازن وعدم المحاذاة. ولا تتطلب هذه الأجهزة طاقة خارجية.
• نقاط الضعف: إنها أكثر هشاشةً من مقاييس التسارع، ولها نطاق تردد محدود، وحساسة للمجالات المغناطيسية واتجاه التركيب. وقد استُبدلت بشكل كبير بمقاييس التسارع المدمجة بالتكامل الإلكتروني لحساب السرعة.
• الاستخدام الأساسي: استُخدم تاريخيًا لمراقبة الآلات بشكل عام قبل شيوع مقاييس التسارع القوية. ولا يزال يُستخدم أحيانًا للمراقبة الدائمة في نطاق الترددات المتوسطة.

3. مسبار القرب (قياس الإزاحة)

ال مسبار القرب (أو مسبار التيار الدوامي) هو محول غير تلامسي يقيس إزاحة عمود دوار.

• مبدأ: ويستخدم مجالًا كهرومغناطيسيًا لتحريض وقياس التيارات الدوامية على سطح العمود، مما يسمح له بقياس الفجوة بين طرف المجس والعمود.
• نقاط القوة: يقيس هذا الجهاز الحركة الفعلية للعمود نفسه، وليس هيكل الآلة. وهو جهاز غير تلامسي، وينخفض قياسه إلى 0 هرتز (تيار مستمر)، مما يسمح بقياس متوسط موضع العمود واهتزازه.
• الاستخدام الأساسي: ضروري لحماية ومراقبة الآلات التوربينية عالية السرعة والحيوية ذات المحامل ذات الأغشية السائلة، مثل التوربينات والضواغط. ويُستخدم لتحليل ظواهر مثل مدارات العمود وموضع خط الوسط.

اختيار المحول المناسب

يُعد اختيار مُحوِّل الطاقة خطوةً أساسيةً في إعداد برنامج المراقبة. والقاعدة العامة هي اختيار المُحوِّل الأكثر حساسيةً في نطاق تردد الأعطال المتوقعة:

• Use مجسات القرب لحركة العمود على الآلات ذات المحامل ذات الأغشية السائلة.
• Use accelerometers لكل شيء آخر، لأنها الأكثر تنوعًا. يمكن دمج الإشارة مع السرعة لتحليل أعطال التردد المتوسط، أو استخدامها مباشرةً لتسريع أعطال التردد العالي.

← العودة إلى الفهرس الرئيسي