ما هو مُضخِّم الشحنة؟ معالجة الإشارة الكهروضغطية • موازن محمول، محلل اهتزازات "Balanset" لآلات الموازنة الديناميكية، الكسارات، المراوح، آلات التغطية، المثاقب في الحصادات، أعمدة الإدارة، أجهزة الطرد المركزي، التوربينات، والعديد من الدوارات الأخرى. ما هو مُضخِّم الشحنة؟ معالجة الإشارة الكهروضغطية • موازن محمول، محلل اهتزازات "Balanset" لآلات الموازنة الديناميكية، الكسارات، المراوح، آلات التغطية، المثاقب في الحصادات، أعمدة الإدارة، أجهزة الطرد المركزي، التوربينات، والعديد من الدوارات الأخرى.

ما هو مُضخِّم الشحنة؟ معالجة الإشارة الكهرضغطية

نُشر بواسطة admin على

فهم مكبرات الشحنة

التعريف: ما هو مكبر الشحنة؟

مضخم الشحنة هو جهاز معالجة إشارة إلكترونية يحول خرج الشحنة عالية المقاومة (مقاسة بالبيكو كولومب، pC) من وضع الشحن مقاييس التسارع الكهروضغطية إلى خرج جهد منخفض المقاومة مناسب للنقل عبر الكابلات والمعالجة بواسطة أجهزة القياس. يعمل مُضخّم الشحنة كمُحوّل ومُضخّم للمقاومة، مما يُتيح استخدام مستشعرات وضع الشحن التي تعمل في درجات حرارة قصوى وظروف قاسية حيث مقاييس تسارع IEPE سوف تفشل.

على الرغم من أنها أقل شيوعًا في عمليات المراقبة الصناعية الروتينية (حيث استُبدلت بمستشعرات IEPE أبسط)، إلا أن مُضخِّمات الشحنة تظل ضرورية للتطبيقات المتخصصة التي تتطلب قدرة على تحمل درجات حرارة قصوى (فوق 175 درجة مئوية)، والبيئات النووية، أو الحالات التي لا تتحمل فيها إلكترونيات المستشعرات. يُعد فهم تشغيل مُضخِّم الشحنة أمرًا بالغ الأهمية في درجات الحرارة العالية. اهتزاز أنظمة الرصد والقياس التاريخي.

مبدأ التشغيل

تحويل الشحنة إلى الجهد

  • يولد المستشعر الكهرضغطي شحنة (Q) تتناسب مع التسارع
  • الشحنة المجمعة على سعة كابل منخفض الضوضاء خاص
  • يقوم مضخم الشحنة بدمج الشحنة باستخدام مكثف التغذية الراجعة
  • جهد الخرج V = Q / Cالتغذية الراجعة
  • النتيجة: خرج جهد منخفض المقاومة (عادةً ±10 فولت على النطاق الكامل)

ميزات الدائرة الرئيسية

  • مقاومة إدخال عالية جدًا (>10^12 أوم) لتجنب تسرب الشحنة
  • مكثف التغذية الراجعة يحدد المكسب/الحساسية
  • تحدد مقاومة التغذية الراجعة استجابة التردد المنخفض
  • تصميم منخفض الضوضاء أمر بالغ الأهمية للإشارات الضعيفة
  • إعدادات كسب متعددة لحساسيات المستشعر المختلفة

مزايا أنظمة وضع الشحن

القدرة على تحمل درجات الحرارة القصوى

  • تعمل مستشعرات وضع الشحن حتى 650 درجة مئوية (بعضها حتى 1000 درجة مئوية)
  • لا يوجد أي فشل في الإلكترونيات الموجودة في المستشعر بسبب الحرارة
  • ضروري لأنظمة العادم والأفران والمحركات
  • يقتصر IEPE على 175 درجة مئوية كحد أقصى

مقاومة الإشعاع

  • لا يوجد إلكترونيات نشطة في المستشعر
  • مناسب للبيئات النووية
  • إلكترونيات IEPE المتضررة من الإشعاع

قابلية تبديل الكابلات

  • يمكن تغيير طول الكابل دون الحاجة إلى إعادة المعايرة
  • الشحنة غير حساسة لسعة الكابل (ضمن الحدود)
  • المرونة في التثبيت

العيوب والتحديات

تعقيد النظام

  • يتطلب مضخم شحن خارجي منفصل (التكلفة والحجم)
  • مزيد من المكونات = المزيد من نقاط الفشل المحتملة
  • الإعداد والتكوين أكثر تعقيدًا من IEPE

متطلبات الكابلات

  • يجب استخدام كابل خاص منخفض الضوضاء
  • يمكن لحركة الكابل أن تولد ضوضاء (تأثير الاحتكاك الكهربائي)
  • يجب تأمين الكابل لمنع الاهتزاز
  • أغلى من الكابل المحوري القياسي
  • الحد الأقصى للطول العملي هو ~100 متر عادةً

الحساسية للرطوبة

  • مقاومة عالية حساسة لمقاومة العزل
  • يمكن أن تتسبب الرطوبة في حدوث انحراف أو ضوضاء في الإشارة
  • يتطلب إغلاقًا جيدًا وحالة كابل جيدة

متى تستخدم وضع الشحن

التطبيقات المطلوبة

  • درجة حرارة عالية: >175 درجة مئوية (أنظمة العادم، الأفران، الأفران، اختبار المحرك)
  • البيئات النووية: الإشعاع الذي يتجاوز قدرة تحمل الإلكترونيات
  • الأجواء المتفجرة: أجهزة استشعار آمنة جوهريًا بدون إلكترونيات نشطة
  • بحث: الاختبارات المتخصصة التي تتطلب خصائص وضع الشحن

لا ينصح به عندما

  • المراقبة الصناعية القياسية (استخدم IEPE بدلاً من ذلك)
  • يمتد الكابل الطويل في بيئة صاخبة كهربائيًا
  • قيود الميزانية (مضخمات الشحن باهظة الثمن)
  • مراقبة الحالة الروتينية (التعقيد غير مبرر)

ميزات مضخم الشحن

إعدادات الكسب/الحساسية

  • قابلة للتعديل لتتناسب مع حساسية المستشعر
  • النطاقات النموذجية: 0.1-1000 مللي فولت/بيكسيل
  • يسمح باستخدام أجهزة استشعار مختلفة مع نفس مكبر الصوت
  • يجب معايرته لاستخدام المستشعر

التحكم في استجابة التردد

  • قطع مرشح الترددات العالية قابل للتعديل (0.1-10 هرتز نموذجي)
  • مرشح الترددات المنخفضة للتخفيف من التعرجات
  • وظائف التكامل/التفاضل
  • مُحسّن لمتطلبات التطبيق

قدرة محرك الكابل

  • يُحرك الإخراج ذو المقاومة المنخفضة الكابلات الطويلة إلى الآلات
  • عادة ما يكون خرج ±10 فولت
  • يمكن تشغيل أدوات متعددة إذا لزم الأمر

الإعداد والمعايرة

إعدادات

  1. قم بتوصيل المستشعر بشحن مكبر الصوت باستخدام كابل منخفض الضوضاء
  2. ضبط مكسب مكبر الصوت ليتناسب مع حساسية المستشعر
  3. ضبط نطاق التردد (مرشحات الترددات العالية والمنخفضة)
  4. ربط مخرج مكبر الصوت بجهاز القياس
  5. التحقق من المعايرة من البداية إلى النهاية باستخدام الإثارة المعروفة

التحقق من المعايرة

  • معايرة طاولة الهزاز
  • معاير محمول (مثير محمول باليد)
  • مقارنة متتالية مع المستشعر المرجعي
  • التحقق من الحساسية والاستجابة للتردد

الاتجاهات الحديثة

انخفاض الاستخدام

  • لقد استبدل IEPE وضع الشحن في معظم التطبيقات
  • أبسط، وأقل تكلفة، وأسهل في الاستخدام
  • وضع الشحن مخصص للتطبيقات المتخصصة
  • بعض المرافق تتخلص تدريجيًا من أنظمة وضع الشحن

التطبيقات المتبقية

  • مراقبة درجات الحرارة العالية (التوربينات الغازية والمحركات)
  • محطات الطاقة النووية
  • مختبرات الأبحاث
  • قياسات دقيقة تتطلب مزايا وضع الشحن
  • صيانة الأنظمة القديمة

مُضخِّمات الشحنة هي أجهزة مُتخصصة لمعالجة الإشارات، تُمكّن من استخدام مقاييس تسارع كهرضغطية تعمل بنظام الشحن في الظروف القاسية التي لا تستطيع فيها مستشعرات IEPE العمل. ورغم أن تعقيدها وتكلفتها حدّا من استخدامها في تطبيقات مُتخصصة، إلا أن فهم آلية عمل مُضخِّم الشحنة يبقى مُهمًّا لمراقبة الاهتزازات عالية الحرارة وصيانة أنظمة القياس القديمة في المنشآت الصناعية.

← العودة إلى الفهرس الرئيسي

فئات:
واتساب