पीज़ोइलेक्ट्रिक एक्सेलेरोमीटर के समझल
A पीज़ोइलेक्ट्रिक एक्सेलेरोमीटर एक वाइब्रेशन अइसन सेंसर जे पीज़ोइलेक्ट्रिक प्रभाव के इस्तेमाल करेला — ई गुण जेकरा से कुछ क्रिस्टल यांत्रिक दबाव पड़ला पर विद्युत आवेश पैदा करेलें — जेवना से यांत्रिक त्वरण में बदलल जाला जवन कंपन के आयाम के अनुपात में होखेला। जब सेंसर में त्वरण होखेला, त भीतर के सिस्मिक मास पीज़ोइलेक्ट्रिक तत्व के दबावेला भा कतरेला, आ बनल आवेश भा वोल्टेज के कंडीशन क के मापन सिग्नल के रूप में आउटपुट कइल जाला। एगो व्यापक फ्रीक्वेंसी रेंज (लगभग 0.5 Hz से 50+ kHz), उच्च संवेदनशीलता, मजबूती, आ बिना बाहरी पावर के जरूरत वाला स्व-जनक सेंसिंग तत्व के चलते, पीज़ोइलेक्ट्रिक एक्सेलेरोमीटर उद्योग में सबसे ढेर इस्तेमाल होखे वाला कंपन सेंसर बा आ आधुनिक वाइब्रेशन एनालिसिस आ कंडीशन मॉनिटरिंग के नींव बा।
1. पीज़ोइलेक्ट्रिक प्रभाव
भौतिक सिद्धांत
- कुछ क्रिस्टल (क्वार्ट्ज, टूरमलीन) आ सिरेमिक (PZT, बेरियम टाइटेनेट) पीज़ोइलेक्ट्रिक होखेलें।
- यांत्रिक दबाव क्रिस्टल के सतह पर विद्युत आवेश पैदा करेला।
- आवेश लागल बल के अनुपात में होखेला।
- ई प्रभाव उलटावा जा सकेला — वोल्टेज लगावे से तत्व में विकृति आवेला।
- ई स्व-जनक बा, एहसे आवेश पैदा करे खातिर कवनो पावर के जरूरत ना पड़ेला।
एक्सेलेरोमीटर के भीतर
गति से सिग्नल तक के श्रृंखला छोट आ सीधा बा:
- कंपन सेंसर के बेस आ हाउसिंग के त्वरित करेला।
- भीतर के सिस्मिक मास पर एगो बल लागेला, F = m × a।
- ई बल पीज़ोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल पर दबाव डालेला।
- क्रिस्टल बल के अनुपात में आवेश पैदा करेला, आ एहसे त्वरण के अनुपात में भी।
- आवेश के इलेक्ट्रोड पर इकट्ठा क के मापे लायक सिग्नल में बदलल जाला।
काहेकि आउटपुट त्वरण के फॉलो करेला, ओही सिग्नल के इलेक्ट्रॉनिक रूप से इंटीग्रेट क के वेग मध्य-फ्रीक्वेंसी दोष विश्लेषण खातिर, भा हाई-फ्रीक्वेंसी काम खातिर सीधे इस्तेमाल कइल जा सकेला।
2. आंतरिक डिजाइन के अनुसार प्रकार
क्रिस्टल पर सिस्मिक मास से जवन तरीका से भार पड़ेला, ऊ सेंसर के चरित्र के तय करेला।
- कम्प्रेशन टाइप: सबसे आम डिजाइन, जेह में क्रिस्टल मास आ बेस के बीच में दबावल रहेला। मजबूत, व्यापक तापमान रेंज वाला, ई कठिन वातावरण खातिर उपयुक्त बा — बाकिर ई बेस स्ट्रेन आ थर्मल ट्रांजिएंट के प्रति जादा संवेदनशील हो सकेला।
- शियर टाइप: क्रिस्टल के मास के गति से कतरल जाला। ई ज्यामिति उत्कृष्ट बेस-स्ट्रेन आइसोलेशन, बेहतर लो-फ्रीक्वेंसी रिस्पांस, आ तापमान ट्रांजिएंट के प्रति कम संवेदनशीलता देला, एही से शियर एक्सेलेरोमीटर मांग वाला मापन खातिर प्रीमियम विकल्प ह।
- फ्लेक्सुरल (बेंडिंग) टाइप: क्रिस्टल बेंडिंग में काम करेला, जेकरा से बहुत उच्च संवेदनशीलता मिलेला, बाकिर ई कम मजबूत बा आ औद्योगिक इस्तेमाल में कम आम बा।
3. इलेक्ट्रॉनिक्स के अनुसार प्रकार
दूसरा वर्गीकरण एह बात से जुड़ल बा कि सिग्नल-कंडीशनिंग इलेक्ट्रॉनिक्स सेंसर के भीतर बा भा बाहर।
- चार्ज मोड: आउटपुट पिकोकूलॉम्ब में एगो कच्चा आवेश ह, जेकरा खातिर बाहरी चार्ज एम्प्लीफायर। हाई-इम्पीडेंस आउटपुट केबल के हलचल आ ट्राइबोइलेक्ट्रिक नॉइज़ के प्रति संवेदनशील होखेला, बाकिर भीतर कवनो इलेक्ट्रॉनिक्स ना होखे के चलते ई सेंसर अत्यधिक तापमान (लगभग 650 °C तक) सहन क सकेलें, जेकरा से ई विशेष हाई-हीट एप्लीकेशन खातिर अनिवार्य हो जालें।
- IEPE / ICP (वोल्टेज मोड): बिल्ट-इन इलेक्ट्रॉनिक्स आवेश के लो-इम्पीडेंस वोल्टेज में बदल देला। ई IEPE इंटरफेस — जेकरा वोल्टेज-मोड एक्सेलेरोमीटर — भी कहल जाला — ई उद्योग मानक ह, जे सरल टू-वायर कनेक्टिविटी आ उत्कृष्ट नॉइज़ इम्युनिटी देला। ई 95% से ढेर औद्योगिक एप्लीकेशन में बढ़िया से काम करेला।
4. परफॉर्मेंस स्पेसिफिकेशन
संवेदनशीलता
संवेदनशीलता त्वरण के प्रति यूनिट आउटपुट ह — आमतौर पर IEPE सेंसर खातिर 10–100 mV/g, भा चार्ज मोड खातिर 1–100 pC/g। जादा संवेदनशीलता से बेहतर रिज़ॉल्यूशन मिलेला बाकिर अधिकतम रेंज कम हो जाला, एहसे ई आंकड़ा अपेक्षित कंपन स्तर के अनुसार चुनल जाला; ई कंपन सेंसर संवेदनशीलता कैलकुलेटर आउटपुट वोल्टेज आ ओकरा से जुड़ल त्वरण के बीच बदलाव करे में मदद करेला।
फ्रीक्वेंसी रेंज
- कम फ्रीक्वेंसी: इलेक्ट्रॉनिक्स से तय लगभग 0.5–5 Hz के निचला सीमा।
- हाई फ्रीक्वेंसी: 5–50 kHz के ऊपरी सीमा, जे माउंट कइल गइल रेजोनेंस.
- इस्तेमाल लायक रेंज: कुछ-प्रतिशत आयाम सटीकता खातिर, माउंट कइल रेजोनेंस के लगभग एक-पाँचवाँ (20%) तक फ्रीक्वेंसी, ISO 5348 के अनुसार; अनुनाद के एक-तिहाई त बस एगो मोटा जांच सीमा हवे, जेकरा में आयाम रीडिंग पहिलहीं लगभग 10–12% ढेर आ जाला।
- माउंटिंग के प्रभाव: माउंटिंग विधि से प्राप्त होखे वाला उच्च-आवृत्ति प्रतिक्रिया बहुत सीमित हो जाला।
आयाम रेंज आ डायनामिक रेंज
- सामान्य उपयोग: ±50 g से ±500 g तक।
- उच्च संवेदनशीलता: ±5 g से ±50 g तक।
- शॉक सेंसर: ±500 g से ±10,000 g तक।
सिग्नल कबहूँ सेंसर के रेंज से ढेर ना होखे के चाहीं, नाहीं त ई क्लिप हो जाई आ तत्व के नुकसान क सकेला; एगो व्यापक डायनामिक रेंज एक्के मापन में एगो सेंसर के हल्का बेयरिंग टोन आ तेज रनिंग-स्पीड कंपन दुनो के पहचानल संभव बनावेला।
5. चयन मापदंड
नौकरी के अनुसार सही सेंसर के चुनाव एगो बढ़िया मापन सेटअप के मूल हवे।
- सामान्य मशीनरी निगरानी: 100 mV/g वाला IEPE एक्सेलेरोमीटर, ±50 g रेंज, 1 Hz–10 kHz प्रतिक्रिया, औद्योगिक तापमान रेटिंग (−40 से +120 °C), और एगो हर्मेटिक सील के साथ।
- बेयरिंग दोष के पता लगावल: एगो उच्च आवृत्ति प्रतिक्रिया (20+ kHz तक) जेकरा से पकड़ल जा सके बेयरिंग फॉल्ट फ्रीक्वेंसी, मध्यम संवेदनशीलता (10–50 mV/g), व्यापक डायनामिक रेंज, आ सबसे बढ़िया उच्च-आवृत्ति युग्मन खातिर स्टड माउंटिंग — शुरुआती दोष पकड़े खातिर सही संयोजन बेयरिंग डिफेक्ट्स.
- उच्च-तापमान अनुप्रयोग: उच्च-तापमान IEPE (लगभग 175 °C तक) भा चार्ज मोड (लगभग 650 °C तक), विशेष माउंटिंग आ केबलिंग के साथ, तापमान क्षमता खातिर कुछ प्रदर्शन समझौता स्वीकार करत।
6. माउंटिंग आ इंस्टॉलेशन
माउंटिंग इंटरफेस मापन प्रणाली के हिस्सा हवे: ई माउंटेड अनुनाद, आ एहसे उच्च-आवृत्ति सीमा तय करेला। सबसे बढ़िया से सबसे खराब तक:
- स्टड माउंट: सबसे बढ़िया युग्मन, 10+ kHz तक फ्लैट।
- चिपकावे वाला गोंद: बढ़िया, लगभग 7–8 kHz तक फ्लैट।
- चुंबकीय: स्वीकार्य, लगभग 2–3 kHz तक फ्लैट।
- प्रोब / हैंडहेल्ड: खराब — कम आवृत्ति आ गुणात्मक रीडिंग तक सीमित।
विश्वसनीय उच्च-आवृत्ति डेटा खातिर सतह साफ आ समतल होखे के चाहीं, स्टड सही से टॉर्क कइल जाव, कवनो चिपकावे वाली परत पातर आ समान होखे, चुंबकीय आधार पूरा तरह से बइठल होखे, आ केबल के खिंचाव से बचावे खातिर सुरक्षित कइल जाव। माउंटिंग रेजोनेंस कैलकुलेटर अनुमान लगावेला कि हर विधि के उपयोगी बैंड कहाँ खतम होला; स्थायी रूप से लगावल सेंसर खातिर सही सेंसर माउंटिंग के सिद्धांत में संहिताबद्ध कइल गइल बा ISO 5348.
क्षेत्र में, ई सेंसर हर पोर्टेबल एनालाइज़र के फ्रंट एंड होलें। एगो दू-चैनल उपकरण जइसे कि Balanset-1A एकहीं समकालिक आयाम आ फेज कैप्चर करेला — IEPE पीज़ो सेंसर के बजाय किट के साथ दिहल गइल दू एनालॉग MEMS एक्सेलेरोमीटर के उपयोग से — जेकर जरूरत सिंगल- आ टू-प्लेन बैलेंसिंग खातिर आ मशीन के अपना बेयरिंग में परिचालन गति पर नियमित निदान खातिर होला। प्रॉक्सिमिटी प्रोब आ वेलोसिटी ट्रांसड्यूसर के साथ मिलके, पीज़ोइलेक्ट्रिक एक्सेलेरोमीटर तीन प्रमुख कंपन में से एगो हवे ट्रांसड्यूसर — आ अब तक के सबसे बहुमुखी, इहे कारण बा कि ई दुनिया भर में औद्योगिक कंपन निगरानी, निदान, आ बैलेंसिंग के रीढ़ बनल रहेला।
