Разбиране на телеметрията при измерване на вибрации
Определение: Какво е телеметрия?
Телеметрия е технология за предаване на данни от измервания от отдалечени или недостъпни места – особено от въртящи се компоненти – към стационарно оборудване за записване и анализ. В контекста на въртящите се машини, телеметрията позволява измервания на валове, ротори и лопатки, където директните кабелни връзки са невъзможни поради въртене. Системите включват сензори на въртящи се части, въртяща се електроника за обработка и предаване на сигнали, въртящи се захранвания и стационарни приемници, улавящи предаваните данни.
Телеметрията е от съществено значение за специализирани измервания като деформация на вала (торзионно напрежение), вибрации на лопатките с тензодатчици, температура на ротора и всякакви параметри, изискващи сензорен елемент, монтиран върху въртящ се компонент. Макар и сложна и скъпа, телеметрията предоставя уникални възможности за измерване, недостъпни чрез стационарни сензори.
Видове телеметрични системи
1. Телеметрия на плъзгащи пръстени
Най-старият и най-надежден:
- Принцип: Въртящи се пръстени, свързани със сензори, неподвижни четки улавят сигнали
- Канали: Възможни са множество канали (типично 4-64)
- Честотна лента: DC към MHz (отлично)
- Надеждност: Доказана технология
- Ограничения: Износване на четките, шум от контакт, ограничения на скоростта
- Приложения: Изследвания, развойни тестове, мониторинг на производството
2. FM/AM радио телеметрия
- Принцип: Въртящ се предавател излъчва FM или AM модулирани сигнали
- Канали: Типично 1-16 канала
- Честотна лента: DC до 100 kHz на канал
- Предимства: Без контакт, без износване
- Ограничения: Гъст на енергия, ограничени канали, потенциални смущения
3. Цифрова безжична телеметрия (модерна)
- Принцип: Цифрово кодиране, WiFi, Bluetooth или собствени протоколи
- Канали: Много канали мултиплексирани
- Честотна лента: Зависи от скоростта на данни
- Предимства: Гъвкава, надеждна, корекция на грешки
- Мощност: По-ниска от аналоговата FM за еквивалентна производителност
- Тенденции: Станете стандарт за нови системи
4. Оптична телеметрия
- Данните се предават чрез модулирана светлина (инфрачервена или видима)
- Потенциал за висока пропускателна способност
- Имунен срещу радиочестотни смущения
- Изискване за пряка видимост
- Специализирани приложения
Приложения
Измерване на торсионни вибрации
- Тензодатчици на вал, измерващи напрежението на срязване
- Директно измерване е невъзможно без телеметрия
- От решаващо значение за оборудване, задвижвано от двигател
- Валидира модели за торсионен анализ
Измерване на напрежението на острието
- Тензодатчици на лопатките на турбини или компресори
- Измерва действителното работно напрежение
- Тестване на разработката и отстраняване на проблеми
- Валидира синхронизиране на върха на острието измервания
Температура на ротора
- Термодвойки на роторни намотки или компоненти
- Следи термичните условия
- Откриване на прегряване
- Ефективност на охладителната система
Вибрация на вала
- Акселерометри, монтирани директно на вала
- Истинска вибрация на ротора спрямо корпуса на лагера
- Проучване и специално отстраняване на неизправности
Методи за захранване
Батерии
- Основни батерии (типично 1-5 години)
- Акумулаторни батерии
- Най-простият, но ограничен живот
- Подмяна по време на прекъсвания за поддръжка
Мощност на плъзгащия пръстен
- Мощност, предавана през плъзгащи пръстени
- Неограничено време за работа
- Изисква монтаж на плъзгащи пръстени
- Често срещано при телеметрията на данни от плъзгащи пръстени
Индуктивна връзка
- Безжичен пренос на енергия през въздушна междина
- Въртящата се бобина получава енергия от неподвижната бобина
- Без контакт, без износване
- Ограничена мощност (обикновено < 10W)
Събиране на енергия
- Енергия на вибрациите на реколтата (пиезоелектрична)
- Термични градиенти (термоелектрически)
- Допълва или замества батерии
- Позволява автономна работа
Предизвикателства
Въртяща се среда
- Центробежни сили върху електрониката
- Температурно циклиране
- Вибрация на самите компоненти
- Маслена мъгла, замърсяване
Сложност на системата
- Въртящи се и неподвижни компоненти
- Синхронизация и време
- Предизвикателства при калибрирането
- По-висока цена от стационарното наблюдение
Поддръжка
- Смяна на батерията
- Появи на повреди в сензорите/електрониката
- Изисква изключване на машината за достъп
- Необходими са резервни модули
Съвременни разработки
MEMS и миниатюризация
- По-малка и по-лека електроника
- По-ниска консумация на енергия
- По-устойчив на удари/вибрации
- Активира нови приложения
Цифрова обработка на сигнали
- Обработка на въртяща се платформа
- Предаване на резултати (FFT), а не сурови данни
- Намалява нуждите от честотна лента и мощност
Стандартизация
- Индустриални безжични стандарти (WirelessHART, ISA100)
- Подобряване на оперативната съвместимост
- По-ниски разходи от мащаба
Телеметрията позволява измервания на вибрациите и състоянието на въртящи се компоненти, до които стационарните сензори не могат да достигнат, осигурявайки достъп до критични параметри като торсионно напрежение на вала, деформация на лопатките и температури на ротора. Макар и сложни и скъпи, телеметричните системи предоставят уникални възможности за измерване, необходими за специализирани приложения в разработването на турбомашини, торсионен анализ и усъвършенствано характеризиране на динамиката на ротора.
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 