Akselerometr nədir? Vibrasiya Təhlili üçün Bələdçi
An akselerometr a çevirici (və ya sensor) mexaniki hərəkəti — konkret olaraq sürətlənmə vibrasiya və ya zərbə nəticəsində yarananı — mütənasib elektrik siqnalına çevirir. Bu, açıq fərqlə ən geniş istifadə olunan sensordur proqnozlaşdırıcı baxım and vəziyyətin monitorinqi. Maşındakı bir nöqtənin sürətinin nə qədər tez dəyişdiyini ölçərək, akselerometr analizatora çoxsaylı mexaniki və elektrik nasazlıqlarını diaqnoz etməyə imkan verən xam məlumatı verir — aşağıdakılardan başlayaraq rulman qüsurları üçün balanssızlıq and hizalanma pozuntusu.
1. Tərif: Vibrasiya Ölçməsinin Özəyi
Sürətlənmə fırlanan maşınlarda ölçmək üçün təbii kəmiyyətdir, çünki maşına zərər verən dinamik qüvvələr — ağır nöqtədən yaranan mərkəzdənqaçma qüvvəsi, qopmuş rulman cığırından yaranan zərbə — sürətlənmə ilə miqyaslanır. Akselerometr bu qüvvələrə birbaşa cavab verir, buna görə demək olar ki, hər bir müasir vibrasiya analizatoru and məlumat toplayıcısı.
Akselerometrin praktik üstünlüklərindən biri odur ki, onun sürətlənmə siqnalı elektron şəkildə inteqrasiya olunmuş vermək üçün bir dəfə sürət (mm/s), və iki dəfə inteqrasiya edilərək yerdəyişmə (µm) verir. Beləliklə, yaxşı quraşdırılmış tək bir sensor bütün üç klassik vibrasiya vahidini əhatə edir və analizatora verilən nasazlığı ən yaxşı açan vahidi seçməyə imkan verir.
2. Akselerometrlər Necə İşləyir? Pyezoelektrik Prinsip
Bir neçə fiziki prinsip mövcud olsa da, sənaye maşınlarında istifadə edilən akselerometrlərin böyük əksəriyyəti aşağıdakına əsaslanır piezoelektrik effekt. İş ardıcıllığı sadədir:
- Pyezoelektrik kristal: Sensorun içində kiçik seysmik kütlə aşağıdakına birləşdirilir piezoelektrik element — adətən PZT kimi keramika və ya premium sensorlarda dəqiq kəsilmiş kvars kristalı.
- Qüvvənin tətbiq edilməsi: Maşın titrəyəndə, oltu ilə hərəkət edir. Ətalət tərəfindən daxili kütlə bu hərəkətə müqavimət göstərir və kristala qüvvə tətbiq edir — Nyutonun ikinci qanununa görə kütlə ilə təcil hasilinə bərabər.
- Siqnal yaratma: Stresdə olan piezolektrik kristal tətbiq olunan qüvvə ilə, eləcə də təcillə birbaşa mütənasib olan kiçik elektrik yükü yaradan.
- Çıxış: Daxili elektronika bu yükü işləyir və onu kabel vasitəsilə data toplayıcıya və ya monitorinq sisteminə analog şəklində sensorun yerində təcillənməni təmsil edən siqnal şəklində göndərir.
Bu yükün necə işlənməsi iki ümumi ailəni müəyyən edir. A yük çıxışlı sensor xam yükü xarici şarj gücləndiricisi göndərir və çox yüksək temperaturlara dözür. Sənayedə daha çox yayılmış Mənim uşağımın təhsil planı (və ya gərginlik rejimli) tipi, amplifikatoru sensora quraşdırır və adi iki naqilə kabel vasitəsilə yaxşı keçən aşağı empedans gərginliyini çıxarır. Ən güclü dizaynlar kəsmə konstruksiyanı istifadə edir, bu kristalı bazanın əymməsindən və termal keçici təsirlərindən isolə edir.
3. Akselerometrlərin Növləri
Müxtəlif tətbiqetmələr müxtəlif sensorlar tələb edir, hər birinin öz üstünlükləri var.
Ümumi Təyinatlı Akselerometrləri
Bunlar sənaye monitorinqinin iş atları. Onlar adətən həssaslıq 100 mV/g və pumpalı, motorlu və ventilyatorlu ümumi maşınlara uyğun tezlik diapazonuna — təqribən 2 Hz-dən 10 kHz-ə malik.
MEMS akselerometrləri
Mikro-Elektro-Mexaniki Sistemlər (MEMS) akselerometrlər silikon əsaslı, çox kiçik, aşağı enerji sərfiyyatı və sərfəli. Tarixən piezolektrik tipindən daha az həssas olmaq, müasır MEMS cihazları sürətlə təkmilləşir və portativ elektronika, avtomotiv sistemlərinə simsiz monitorinq qovşağı və daha aşağı dəyərli vəziyyət monitorinq qurğuları.
Piezorezistiv akselerometrlər
Şok sınaqları və aşağı tezlik hərəkəti üçün istifadə olunan bu sensorlar 0 Hz-ə (DC təcil) qədər cavab verir, bu da sentrifuqda sabit təcilləməni və ya bir aracın yavaş sürmə hərəkətini ölçməyə kömək edir.
Yüksək Tezlikli Akselerometrlər
Yüksək tezlikli hadisələri, məsələn, tərəzinin və rulmanın erkən mərhələdə zədələnməsini aşkar etmək üçün nəzərdə tutulmuş bu sensorlar daha kiçik seismik kütlə və daha yüksək rezonans tezliyindən istifadə edərək 20 kHz və ya daha yüksəklərə dəqiq ölçmə aparmağa imkan verir — bura kimi texnikalar işləyir zərf təhlili və şok impulsunun metodu canlı.
4. Əsas Xüsusiyyətlər və Seçim
Sürətlənmə sensorunu seçərkən, mühəndislər bir neçə parametri müqayisə edirlər:
- Həssaslıq (mV/g): Daha yüksək həssaslıq daha güclü çıxış verir, aşağı səviyyəli vibrasiyaları həll etmək üçün daha yaxşıdır; 100 mV/g sənaye standartı sayılır.
- Yeyiş cavabı: Sensorun dəqiq oxuduğu tezlik diapazonu. O, gözlənilən nasazlıq tezlikləri maşının diapazonunu əhatə etməlidir, sensorun öz təbii (rezonans) tezliyi.
- Temperatur diapazonu: Sensor, montaj edildiyi səthin temperaturuna dözməlidir; temperatura sensoru tez-tez birgə monitorinq üçün yerləşdirilir.
- Montaj üsulu: Sensorun necə bağlandığı — şpilka, yapışqan və ya maqnit — yüksək tezlik dəqiqliyinə güclü təsir edir. Şpilka montajı ISO 5348 ən yaxşı couplinq və ən geniş istifadə edilə biləcək palitrni verir; maqnit marşrut işləri üçün əlverişlidir lakin yuxarı tezlik həddinə endirir. Zəif montaj saxta səs verə bilərlər artmaqda olan rezonans bu da maşın qüsurunun imitasiyasıdır.
Verilən bir birləşdirmənin palitr cəzasını qiymətləndirə bilərsiniz Akselerometr Quraşdırma Rezonans Kalkulyatoru montaj sxeminə sadiq qalmamışdan əvvəl.
5. Vəziyyət Monitorinqində Tətbiqləri
Sürətlənmə sensorları demək olar ki, hər Vibrasiya Analizi vəzifəsini, o cümlədən:
- Proqnostik təmir proqramları: mütəmadi məlumat toplama marşrut maşının sağlamlığının tendensiyasını izləmək və sənədsiz qəza hallarını proqnozlaşdırmaq.
- Xəta diaqnostikası: disbalans, misalignment-i aşkar etmək, boşluq and daşıyıcının aşınması -dən vibrasiya spektri.
- Qəbul testi: yeni və ya təmir edilmiş maşın-qurğuların vibrasiya standartlarına uyğun gəldiyini yoxlamaq, məsələn ISO 20816 (ISO 10816-in müasır tərəfdarı).
- Modal analiz: öyrənərkən təbii tezliklər and rejim formaları bir struktur.
Yerində balans çəkmə bu işlərin ən çətin olanıdır, çünki həm amplituda and o faza bir inqilaba düşən vibrasyon. Balanset kimi daşınan iki kanallı cihaz Balanset-1A onun iki akselerometri götürüb bir taxometr nəbz, və 1× amplitudu və fazası birbaşa işə sürülmə sürətində maşın bearinglərində ölçür — xam akselerometr siqnalını rotor-u yerində balans çəkmək üçün lazım olan təsir əmsallarına və korreksiya ağırlıqlarına çevirir.
