Разбиране на сеизмичните преобразуватели
Определение: Какво е сеизмичен преобразувател?
Сеизмичен преобразувател (наричан още сеизмичен сензор или инерционен преобразувател) е вибрация сензор, който използва вътрешна сеизмична маса (издръжлива маса), окачена на пружини или други съвместими елементи, като инерционна отправна точка за измерване на абсолютното движение на основата на сензора. Когато корпусът на сензора вибрира, инерционната маса е склонна да остане неподвижна в пространството (над естествената честота на системата маса-пружина), а относителното движение между вибриращия корпус и относително неподвижната маса се измерва и преобразува в електрически сигнал, представляващ вибрация.
Терминът “сеизмичен” произлиза от измерването на земетресения (сеизмометри), където този принцип е използван за първи път – окачена маса остава относително неподвижна, докато земята се движи под нея. При мониторинга на машини и двете датчици за скорост и акселерометри са сеизмични преобразуватели, въпреки че терминът най-често се свързва с датчици за скорост.
Принцип на действие
Система маса-пружина-амортисьор
- Сеизмична маса: Окачен вътре в корпуса на сензора
- Пролет: Механични пружини или огъващи елементи, поддържащи масата
- Амортизация: Въздушно, магнитно или флуидно затихване
- Трансдукция: Относително движение, преобразувано в електрически сигнал
Региони на честотния спектър
- Под естествената честота: Масата и жилищното строителство се движат заедно (слаба реакция)
- При естествена честота: Резонанс (усилен, но изкривен)
- Над естествената честота: Масата е неподвижна, корпусът вибрира (добра област на измерване)
- Използваем обхват: Обикновено > 2× естествена честота
Видове сеизмични преобразуватели
Датчици за скорост (с подвижна бобина)
- Магнит, окачен на пружини вътре в бобината
- Относителната скорост генерира напрежение (електромагнитна индукция)
- Собствена честота обикновено 8-15 Hz
- Може да се използва над 16-30 Hz
- Директно измерва скоростта
Акселерометри
- ПиезоелектриченПиезо кристалът усеща масова сила
- MEMS: Капацитивно или пиезорезистивно измерване
- По-висока естествена честота (10-30 kHz)
- Може да се използва от ~1 Hz нагоре
- Измерва ускорението
Сеизмични срещу несеизмични сензори
Сеизмични сензори (инерционна референция)
- Акселерометри, датчици за скорост
- Измерване на абсолютно движение
- Монтиран върху вибрираща конструкция
- Вътрешната маса осигурява отправна точка
- Най-често срещани за наблюдение на машини
Несеизмични сензори (външна референция)
- Сонди за близост (вихрови токове)
- Измерване на относителното движение между две повърхности
- Изисква се стационарна точка на монтаж
- Измерване на движението на вала спрямо лагера
- Използва се за измерване на вибрациите на вала
Предимства на сеизмичния дизайн
Самостоятелна препратка
- Не е необходима външна препратка
- Може да се монтира навсякъде върху вибрираща конструкция
- Измерва абсолютно движение в инерционно пространство
Универсалност
- Единичен тип сензор за много приложения
- Временна или постоянна инсталация
- Преносим между машини
Ограничения
Ограничения на честотната характеристика
- Не може да се измери надеждно под ~2× естествена честота
- Датчиците за скорост са слаби под 15-20 Hz
- Компромис: ниска естествена честота (добър нискочестотен отклик) спрямо голям размер
Мерки за жилищно настаняване
- Измерва корпуса на лагера, а не директно вала
- Вибрации на корпуса ≠ вибрации на вала (засегнати от твърдостта на лагера, конструкцията)
- За директно движение на вала са необходими сонди за близост
Приложения
Мониторинг на състоянието на машините
- Измервания на корпуса на лагера
- Обща тенденция на вибрациите
- Дефект на лагера откриване
- Обща машинна диагностика
Структурни вибрации
- Вибрации на сгради и основи
- Сеизмичен мониторинг (земетресения)
- Вибрации на земята от машини
Модален анализ
- Измерване на структурния отговор на въздействията
- Определете собствените честоти и формите на модовете
- Измервания на трансферната функция
Сеизмичните преобразуватели, използващи вътрешни маси като инерционни референтни точки, формират основата на измерването на вибрациите при мониторинга на въртящи се машини. Разбирането на сеизмичния принцип – как окачените маси позволяват измерване на абсолютно движение – обяснява както възможностите, така и ограниченията на акселерометрите и преобразувателите на скорост, работните коне на програмите за индустриален вибрационен анализ.
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 