Разбиране на трибоелектричния шум

Определение: Какво е трибоелектричен шум?

Трибоелектричен шум е форма на електрически смущения, които могат да замърсят вибрационните сигнали, особено тези от пиезоелектрични акселерометриТова е нискочестотен шумов сигнал, който се генерира, когато самият кабел на сензора е подложен на механично движение, като например огъване, прегъване или удар. Този шум не е свързан с действителната вибрация на измерваната машина и следователно може да доведе до значителни грешки в измерването, ако не се контролира правилно.

Причината: Трибоелектричният ефект

Шумът се генерира от трибоелектричен ефект, явление, при което се създава статичен заряд, когато два различни материала се докоснат и след това се разделят. Типичен коаксиален акселерометърен кабел се състои от централен проводник, диелектричен (изолационен) слой и външен екран.

Когато кабелът се огъва, диелектрикът и външният екран се трият един в друг, генерирайки малко количество статично електричество. Този заряд създава напрежение, което се улавя от високочувствителния усилвател, свързан с пиезоелектрическия сензор. Резултатът е нискочестотен „тътен“ или паразитен скок на напрежението във вибрационния сигнал, който няма нищо общо с вибрациите на машината.

Характеристики на трибоелектричния шум

• Ниска честота: Шумът е предимно нискочестотно явление, обикновено възникващо под 10 Hz.
• Фалшиви пикове: Често се проявява като произволни, високоамплитудни пикове в времева вълна.
• Спектър „Ски писта“: В един FFT спектър, това може да допринесе за ефекта на „ски писта“, при който нивото на шума е много високо в нискочестотния край на спектъра и след това спада.
• Не е повторимо: Шумът не е синхронен с въртенето на машината и не е повтаряем между измерванията.

Защо е проблем?

Трибоелектричният шум може да маскира реалните нискочестотни вибрационни сигнали от машината. Това е сериозен проблем при анализа на бавнооборотни машини, където важна диагностична информация (като дисбаланс и несъосност при 1X RPM) се намира на тези ниски честоти. Шумът може или да скрие тези реални сигнали, или да бъде сбъркан с тях, което води до погрешна диагноза.

Как да се предотврати трибоелектричният шум

Предотвратяването на трибоелектричния шум се постига чрез правилен избор на кабели и техники за монтаж:

1. Използвайте висококачествен кабел с ниско ниво на шум: Реномирани производители на сензори предлагат кабели с „ниско ниво на шум“. Тези кабели имат специален проводим графитен слой, нанесен между диелектрика и външния екран. Този слой действа като дренаж, предотвратявайки натрупването на статичен заряд и драстично намалявайки трибоелектричния ефект.
2. Закрепете кабела: Това е най-важната практическа стъпка. Кабелът трябва да бъде здраво завързан или залепен към повърхността на машината възможно най-близо до сензора. Това гарантира, че кабелът вибрира *с* машината, вместо да се огъва и движи независимо. Всякакви хлабави примки или висящи участъци от кабела са основни източници на шум.
3. Избягвайте удари по кабелите: Уверете се, че кабелът е прокаран далеч от източници на удар или вибрации, като например въртящи се валове или други движещи се машинни части.
4. Правилно заземяване: Въпреки че не е пряко свързано с трибоелектричния ефект, осигуряването на правилно заземяване на сензора и кабелите съгласно инструкциите на производителя е от съществено значение за предотвратяване на други форми на електрически шум, като например заземителни контури.

Чрез използването на правилния тип кабел и, най-важното, осигуряването на правилното му закрепване, ефектите от трибоелектричния шум могат да бъдат почти напълно елиминирани, което води до по-чисти и по-надеждни данни за нискочестотни вибрации.

← Обратно към основния индекс