فهم المحولات الزلزالية
التعريف: ما هو محول الزلازل؟
محول الزلازل (يُسمى أيضًا مستشعر الزلازل أو المحول بالقصور الذاتي) هو اهتزاز مستشعر يستخدم كتلة زلزالية داخلية (كتلة مقاومة) معلقة بنوابض أو عناصر مرنة أخرى كمرجع بالقصور الذاتي لقياس الحركة المطلقة لقاعدة المستشعر. عندما يهتز غلاف المستشعر، تميل الكتلة بالقصور الذاتي إلى البقاء ثابتة في الفراغ (فوق التردد الطبيعي لنظام الكتلة والزنبرك)، وتُقاس الحركة النسبية بين الغلاف المهتز والكتلة الثابتة نسبيًا، وتُحوّل إلى إشارة كهربائية تُمثل الاهتزاز.
مصطلح "زلزالي" مشتق من قياس الزلازل (أجهزة قياس الزلازل) حيث استُخدم هذا المبدأ لأول مرة - كتلة معلقة تبقى ثابتة نسبيًا بينما تتحرك الأرض تحتها. في مراقبة الآلات، محولات السرعة and accelerometers هي محولات زلزالية، على الرغم من أن المصطلح يرتبط عادة بمقياس السرعة.
مبدأ التشغيل
نظام الكتلة والزنبرك والمثبط
- الكتلة الزلزالية: معلق داخل غلاف المستشعر
- ربيع: الينابيع الميكانيكية أو الانحناءات التي تدعم الكتلة
- التخميد: التخميد الهوائي أو المغناطيسي أو السائل
- التحويل: الحركة النسبية المحولة إلى إشارة كهربائية
مناطق استجابة التردد
- أقل من التردد الطبيعي: الكتلة والإسكان يتحركان معًا (استجابة ضعيفة)
- عند التردد الطبيعي: الرنين (مضخم ولكن مشوه)
- فوق التردد الطبيعي: الكتلة ثابتة، والغطاء يهتز (منطقة القياس جيدة)
- النطاق القابل للاستخدام: عادة > 2× التردد الطبيعي
أنواع محولات الطاقة الزلزالية
محولات السرعة (ملف متحرك)
- مغناطيس معلق بواسطة زنبركات داخل الملف
- السرعة النسبية تولد الجهد (الحث الكهرومغناطيسي)
- التردد الطبيعي عادة 8-15 هرتز
- صالحة للاستخدام فوق 16-30 هرتز
- يقيس السرعة مباشرة
مقاييس التسارع
- كهرضغطية:تستشعر البلورة الكهرضغطية قوة الكتلة
- MEMS: الاستشعار السعوي أو المقاوم للضغط
- تردد طبيعي أعلى (10-30 كيلو هرتز)
- قابلة للاستخدام من ~1 هرتز فما فوق
- قياس التسارع
أجهزة الاستشعار الزلزالية وغير الزلزالية
أجهزة استشعار الزلازل (المرجع القصوري)
- مقاييس التسارع، محولات السرعة
- قياس الحركة المطلقة
- مثبتة على هيكل مهتز
- الكتلة الداخلية توفر مرجعًا
- الأكثر شيوعًا لمراقبة الآلات
أجهزة الاستشعار غير الزلزالية (مرجع خارجي)
- مجسات القرب (التيار الدوامي)
- قياس الحركة النسبية بين سطحين
- تتطلب نقطة تثبيت ثابتة
- قياس حركة العمود بالنسبة للمحمل
- يستخدم لقياس اهتزاز العمود
مزايا التصميم الزلزالي
مرجع مستقل
- لا حاجة إلى مرجع خارجي
- يمكن تركيبه في أي مكان على هيكل اهتزازي
- يقيس الحركة المطلقة في الفضاء بالقصور الذاتي
التنوع
- نوع مستشعر واحد للعديد من التطبيقات
- التثبيت المؤقت أو الدائم
- محمول بين الآلات
القيود
حدود استجابة التردد
- لا يمكن القياس أقل من ~2 × التردد الطبيعي بشكل موثوق
- محولات السرعة ضعيفة عند تردد أقل من 15-20 هرتز
- المقايضة: التردد الطبيعي المنخفض (استجابة جيدة للتردد المنخفض) مقابل الحجم الكبير
تدابير الإسكان الحركة
- يقيس غلاف المحمل، وليس العمود مباشرة
- اهتزاز الغلاف ≠ اهتزاز العمود (يتأثر بصلابة المحمل والهيكل)
- للحركة المباشرة للعمود، هناك حاجة إلى مجسات القرب
التطبيقات
مراقبة حالة الآلات
- قياسات غلاف المحمل
- اتجاه الاهتزاز العام
- عيب المحمل كشف
- تشخيص الآلات العامة
الاهتزازات الهيكلية
- اهتزازات المباني والأساسات
- الرصد الزلزالي (الزلازل)
- اهتزاز الأرض من الآلات
التحليل النمطي
- قياس الاستجابة الهيكلية للتأثيرات
- تحديد الترددات الطبيعية وأشكال الأوضاع
- قياسات دالة النقل
تُشكل مُحوِّلات الزلازل، التي تستخدم الكتل الداخلية كمراجع قصورية، أساس قياس الاهتزازات في مراقبة الآلات الدوارة. إن فهم المبدأ الزلزالي - كيف تُمكّن الكتل المُعلقة من قياس الحركة المطلقة - يُفسِّر قدرات وقيود مقاييس التسارع ومُحوِّلات السرعة، وهما العنصران الرئيسيان في برامج تحليل الاهتزازات الصناعية.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 