فهم مقياس السرعة (مستشعر السرعة)

1. التعريف: ما هو مقياس السرعة؟

A مقياس السرعة، والمعروف رسميًا باسم محول السرعة أو مستشعر السرعة، هو نوع من محول الطاقة تستخدم للقياس اهتزاز. تتمثل خصائصه الرئيسية في أنه يولد إشارة خرج كهربائية تتناسب طرديًا مع سرعة من الاهتزاز.

وهذا على النقيض من مقياس التسارع، الذي يخرج إشارة متناسبة مع تسريع، و مسبار القرب، الذي يخرج إشارة متناسبة مع النزوحعلى الرغم من أنها أقل شيوعًا من أجهزة قياس التسارع في جمع البيانات المحمولة الحديثة، إلا أن أجهزة قياس السرعة لا تزال لها تطبيقات مهمة، وخاصة في المراقبة الدائمة للآلات متوسطة السرعة.

2. كيف يعمل مقياس السرعة

مقاييس السرعة التقليدية هي مستشعرات كهروديناميكية. تعمل على نفس مبدأ الميكروفون الديناميكي، استنادًا إلى قانون فاراداي للحث:

1. يوجد داخل غلاف المستشعر ملف من الأسلاك معلق بواسطة زنبركات ناعمة.
2. يتم تثبيت مغناطيس دائم على غلاف المستشعر.
3. عندما يتم تركيب المستشعر على آلة اهتزازية، يتحرك الغلاف والمغناطيس مع الآلة.
4. بسبب قصورها الذاتي، تظل الملف المعلق ثابتًا نسبيًا في الفضاء.
5. هذه الحركة النسبية بين المغناطيس المتحرك والملف الثابت تحفز جهدًا في الملف.
6. وفقًا لقانون فاراداي، فإن هذا الجهد المستحث يتناسب طرديًا مع سرعة الحركة النسبية.

توجد أيضًا مقاييس سرعة كهربائية ضغطية حديثة. وهي في الأساس مقاييس تسارع مزودة بدائرة تكامل إلكترونية مدمجة تحوّل إشارة التسارع إلى إشارة سرعة داخل المستشعر نفسه.

3. مزايا وعيوب أجهزة قياس السرعة

المزايا

• مخرجات السرعة المباشرة: إنها تقيس السرعة بشكل مباشر، وهي المعلمة الأكثر استخدامًا لتقييم شدة الاهتزاز على الآلات ذات الأغراض العامة في نطاق 10 هرتز إلى 1000 هرتز (لكل ايزو 10816لا يتطلب المحلل أي تكامل، مما يمكنه من تبسيط القياس.
• ذاتية التشغيل (سلبية): لا تتطلب أجهزة قياس السرعة الكهروديناميكية التقليدية مصدر طاقة خارجي للعمل، وهو ما قد يكون ميزة في بعض التطبيقات الصناعية.
• استجابة جيدة للتردد المنخفض: إنها عمومًا أكثر حساسية عند الترددات المنخفضة مقارنة بالعديد من مقاييس التسارع للأغراض العامة.

العيوب

• نطاق التردد المحدود: لها نطاق ترددي محدود مقارنةً بمقاييس التسارع. وهي غير مناسبة لاكتشاف الصدمات عالية التردد المرتبطة بـ عيوب المحمل أو عيوب التروس.
• الأجزاء المتحركة: قد يتعرض نظام الزنبرك والملف الداخلي للتآكل أو الكسر بمرور الوقت، وخاصة في البيئات ذات الاهتزازات العالية.
• الحساسية للتوجه: يجب تركيبها في الاتجاه الذي صممت من أجله (على سبيل المثال، عموديًا أو أفقيًا).
• أكبر وأثقل: إنها عادة ما تكون أكبر وأثقل بكثير من أجهزة قياس التسارع الحديثة.
• الحساسية للمجالات المغناطيسية: يمكن للمجالات المغناطيسية الخارجية القوية (على سبيل المثال، من المحركات الكبيرة) أن تتداخل مع تشغيلها.

4. مقياس السرعة مقابل مقياس التسارع

لجمع البيانات المحمولة الحديثة و تشخيص الاهتزاز، ال مقياس التسارع هو المستشعر المُفضّل. وذلك لأن مقاييس التسارع تتميز باستجابة تردد أوسع وأكثر تسطيحًا، مما يسمح لها بقياس الاهتزازات منخفضة التردد الناتجة عن عدم التوازن، والاهتزازات عالية التردد الناتجة عن أعطال المحامل والتروس. محلل الاهتزازات ومن ثم يمكنك بسهولة دمج إشارة التسارع لعرض السرعة أو الإزاحة حسب الحاجة.

تُستخدم أجهزة قياس السرعة في أغلب الأحيان الآن كأجهزة استشعار مثبتة بشكل دائم على الآلات متوسطة السرعة مثل المراوح والمضخات والمحركات، وخاصة في التركيبات القديمة حيث تم تحديدها كجهاز استشعار مراقبة أصلي.

← العودة إلى الفهرس الرئيسي