Преобразуватели: Сензорите за вибрационен анализ

Определение: Какво е преобразувател?

В контекста на вибрационния анализ, a преобразувател е устройство, което преобразува физическо, механично движение (вибрация) в пропорционален електрически сигнал. Този електрически сигнал може след това да бъде обработен, измерен и анализиран от устройство за събиране на данни или система за наблюдение. Преобразувателите са основните сензори и първата връзка във веригата за измерване; без надежден преобразувател не е възможен смислен анализ. Изборът на преобразувател е критично решение, което зависи от типа на машината, нейната скорост и специфичните повреди, които се наблюдават.

Трите основни вида вибрационни преобразуватели

В мониторинга на промишлени машини се използват три основни типа преобразуватели, всеки от които измерва различен физически параметър на вибрациите.

1. Акселерометърът (измерва ускорението)

Сайтът акселерометър е най-разпространеният и универсален вибрационен преобразувател. Той измерва ускорението на конструкцията, върху която е монтиран.

• Принцип: Повечето промишлени акселерометри са пиезоелектрични, използващи кристал, който генерира напрежение, когато е натоварен от вътрешна маса.
• Силни страни: Те имат изключително широк честотен диапазон, много са здрави, предлагат се в много различни конструкции и могат да се използват на почти всеки тип машина. Те са особено отлични за откриване на високочестотни събития.
• Основна употреба: Мониторинг на машини с общо предназначение, от нискоскоростни машини до много високоскоростни турбомашини. Те са сензорите, които се използват за откриване на високочестотни повреди, като например дефекти на лагери и зъбни колела.

2. Датчик за скорост (измерва скоростта)

A преобразувател на скорост е електродинамичен сензор, който директно измерва скоростта на вибрациите.

• Принцип: Работи като микрофон, с намотка от тел, окачена в магнитно поле. Докато корпусът вибрира, относителното движение между намотката и магнита генерира напрежение, пропорционално на скоростта.
• Силни страни: Те произвеждат силен, нискошумов сигнал в средночестотния диапазон (приблизително 10 Hz до 1000 Hz), където възникват най-често срещаните повреди като дисбаланс и несъосност. Не изискват външно захранване.
• Слабости: Те са по-крехки от акселерометрите, имат ограничен честотен диапазон и са чувствителни към магнитни полета и ориентация на монтаж. До голяма степен са заменени от акселерометри, комбинирани с електронна интеграция за изчисляване на скоростта.
• Основна употреба: В миналото е използван за общо машинно наблюдение, преди надеждните акселерометри да станат широко разпространени. Все още понякога се използва за постоянно наблюдение в средночестотния диапазон.

3. Сонда за близост (измерва изместване)

Сайтът сонда за близост (или сонда за вихрови токове) е безконтактен преобразувател, който измерва изместването на въртящ се вал.

• Принцип: Той използва електромагнитно поле, за да индуцира и измерва вихрови токове върху повърхността на вала, което му позволява да измерва разстоянието между върха на сондата и вала.
• Силни страни: Той измерва действителното движение на самия вал, а не на корпуса на машината. Безконтактен е и измерването му стига до 0 Hz (DC), което му позволява да измерва средното положение на вала, както и неговите вибрации.
• Основна употреба: От съществено значение за защитата и наблюдението на критични, високоскоростни турбомашини с лагери с флуиден филм, като турбини и компресори. Използва се за анализ на явления като орбити на вала и положение на централната линия.

Избор на правилния преобразувател

Изборът на преобразувател е критична стъпка при създаването на програма за мониторинг. Общото правило е да се избере преобразувателят, който е най-чувствителен в честотния диапазон на очакваните повреди:

• Използвайте сонди за близост за движение на вала на машини с флуидно-филмови лагери.
• Използвайте акселерометри за всичко останало, тъй като са най-универсални. Сигналът може да бъде интегриран по скорост за анализ на средночестотни разломи или използван директно като ускорение за високочестотни разломи.

← Обратно към основния индекс