सिस्मिक ट्रांसड्यूसर के समझल
A सीस्मिक ट्रांसड्यूसर — जेकरा सीस्मिक सेंसर भा इनर्शियल ट्रांसड्यूसर भी कहल जाला — एगो वाइब्रेशन सेंसर बा जे भीतर एगो सीस्मिक मास (एगो “प्रूफ मास”) के इस्तेमाल करेला, जे स्प्रिंग भा कंप्लायंट फ्लेक्सर पर इनर्शियल रेफरेंस के रूप में टंगल रहेला, आ ई सेंसर बेस के एब्सोल्यूट मोशन नापे के इजाजत देला। जब हाउसिंग कंपन करेला, त टंगल मास आ हाउसिंग के बीच के रिलेटिव मोशन एगो इलेक्ट्रिकल सिग्नल में बदल जाला जे वाइब्रेशन के दर्शावेला। मेजरमेंट फ्रीक्वेंसी मास-स्प्रिंग सिस्टम के प्राकृतिक आवृत्ति, के मुक़ाबले कहाँ पड़ेला, ओकरा से सेंसर दू गो रेजिम में से एगो में काम करेला: रेजोनेंस से ऊपर मास अंतरिक्ष में लगभग स्थिर रहे के कोशिश करेला आ रिलेटिव मोशन हाउसिंग के डिस्प्लेसमेंट के फॉलो करेला (क्लासिक सीस्मोमीटर आ वेलोसिटी-पिकअप रेजिम), जबकि रेजोनेंस से नीचे मास के छोट रेसिड्युअल डिफ्लेक्शन हाउसिंग के एक्सेलरेशन के अनुपात में होला (एक्सेलेरोमीटर रेजिम)। मुख्य बिशेषता ई बा कि रेफरेंस के साथ ले जाल जाला भीतर सेंसर के भीतर, एह से कवनो फिक्स्ड बाहरी डेटम के जरूरत ना पड़ेला।
“सीस्मिक” नाँव भूकंप इंस्ट्रूमेंटेशन से आइल बा: सीस्मोमीटर के टंगल मास लगभग स्थिर रहेला जबकि ओकरा नीचे धरती हिलेला। मशीनरी मॉनिटरिंग में, दूनो वेग ट्रांसड्यूसर आ एक्सेलेरोमीटर सभ एह मायने में सीस्मिक ट्रांसड्यूसर बाड़ें, हालाँकि ई टर्म सबसे ज्यादा क्लासिक वेलोसिटी पिकअप से जुड़ल मानल जाला।
1. कार्य सिद्धांत
मास-स्प्रिंग-डैम्पर सिस्टम
हर सीस्मिक ट्रांसड्यूसर, असल में, एगो छोट मैकेनिकल ऑसिलेटर होला जेह में चार गो फंक्शनल पार्ट होलें:
- सीस्मिक मास: सेंसर हाउसिंग के भीतर टंगल एगो कैलिब्रेटेड प्रूफ मास।
- स्प्रिंग: मैकेनिकल स्प्रिंग भा पातर फ्लेक्सर जे मास के सपोर्ट करेला।
- डैम्पिंग: एयर, मैग्नेटिक (एडी-करंट) भा फ्लुइड डैम्पिंग जे रेजोनेंस के काबू में रखेला।
- ट्रांसडक्शन: एगो एलिमेंट जे मास-से-हाउसिंग रिलेटिव मोशन के वोल्टेज में बदल देला।
फ्रीक्वेंसी रिस्पॉन्स क्षेत्र
सेंसर के बर्ताव पूरा तरह से एह बात पर निर्भर करेला कि एक्साइटेशन फ्रीक्वेंसी ओकर अपना नेचुरल फ्रीक्वेंसी के मुक़ाबले कहाँ पड़ेला — आ दूनो मुख्य सेंसर परिवार जानबूझ के रेजोनेंस के दूनो अलग-अलग साइड पर काम करेलें:
- नेचुरल फ्रीक्वेंसी से नीचे (एक्सेलेरोमीटर रेजिम): मास आ हाउसिंग लगभग एक साथ हिलेलें, आ मास के छोट रेसिड्युअल डिफ्लेक्शन हाउसिंग के त्वरण के अनुपात में होला। पीज़ोइलेक्ट्रिक आ MEMS एक्सेलेरोमीटर इहाँ अपना ऊँच माउंटेड रेजोनेंस से नीचे काम करेलें।
- नेचुरल फ्रीक्वेंसी पर: सिस्टम रेजोनेट करेला — आउटपुट एम्प्लिफाई त होला लेकिन डिस्टॉर्टेड आ अविश्वसनीय हो जाला, एह से रेजोनेंस के लगे मेजरमेंट से बचल जाला।
- नेचुरल फ्रीक्वेंसी से ऊपर (सीस्मोमीटर रेजिम): मास लगभग अपना जगहा पर ठहरल रहेला जबकि हाउसिंग ओकरा चारों ओर कंपन करेला, आ रिलेटिव मोशन हाउसिंग के विस्थापन (displacement) (भा वेलोसिटी) के फॉलो करेला। डिस्प्लेसमेंट सीस्मोमीटर आ मूविंग-कॉइल वेलोसिटी पिकअप इहाँ अपना नीच नेचुरल फ्रीक्वेंसी से ऊपर काम करेलें।
- इस्तेमाल लायक रेंज: एगो वेलोसिटी पिकअप आमतौर पर अपना नेचुरल फ्रीक्वेंसी से लगभग 2× ऊपर इस्तेमाल कइल जाला, जहाँ ओकर रिस्पॉन्स स्थिर आ फ्लैट हो जाला; एगो एक्सेलेरोमीटर अपना माउंटेड रेजोनेंस से बहुत नीचे इस्तेमाल कइल जाला — आमतौर पर अच्छा सटीकता खातिर ओकर लगभग एक-तिहाई तक।
2. सीस्मिक ट्रांसड्यूसर के प्रकार
वेग ट्रांसड्यूसर (मूविंग-कॉइल)
- एगो मैग्नेट फिक्स्ड कॉइल के भीतर स्प्रिंग पर टंगल रहेला (भा एकर उल्टा)।
- मैग्नेट आ कॉइल के बीच रिलेटिव वेलोसिटी इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंडक्शन से वोल्टेज पैदा करेला।
- नेचुरल फ्रीक्वेंसी आमतौर पर 8–15 Hz।
- लगभग 16–30 Hz से ऊपर इस्तेमाल लायक।
- सीधे वेलोसिटी नापेला, कवनो सिग्नल इंटीग्रेशन के जरूरत ना पड़ेला।
एक्सेलेरोमीटर
- पीज़ोइलेक्ट्रिक प्रकार मास के इनर्शियल फोर्स के महसूस करे खातिर एगो पीज़ो क्रिस्टल इस्तेमाल करेलें।
- MEMS प्रकार माइक्रो-मशीन्ड एलिमेंट पर कैपेसिटिव भा पीज़ोरेजिस्टिव सेंसिंग इस्तेमाल करेलें।
- बहुत ऊँच (माउंटेड) नेचुरल फ्रीक्वेंसी, आमतौर पर 10–30 kHz।
- वेलोसिटी पिकअप से अलग, इस्तेमाल कइल जाला नीचे रेजोनेंस: लगभग 1 Hz से ले के माउंटेड रेजोनेंस फ्रीक्वेंसी के लगभग एक-तिहाई तक इस्तेमाल लायक।
- एक्सेलरेशन नापेला, जेकरा वेलोसिटी भा डिस्प्लेसमेंट में इंटीग्रेट कइल जा सकेला।
3. सीस्मिक बनाम नॉन-सीस्मिक सेंसर
सीस्मिक परिवार के सबसे बढ़िया समझ ओह सेंसर सभ के साथ तुलना से मिलेला जे बाहरी रेफरेंस पर निर्भर बाड़ें।
सिस्मिक सेंसर (इनर्शियल रेफरेंस)
- एक्सेलेरोमीटर आ वेलोसिटी ट्रांसड्यूसर।
- इनर्शियल स्पेस में एब्सोल्यूट मोशन नापेलें।
- कंपन करत स्ट्रक्चर पर सीधे माउंट होलें।
- रेफरेंस के रूप में अपना खुद के भीतरी मास ले चलेलें।
- मशीनरी मॉनिटरिंग खातिर सबसे आम चुनाव।
नॉन-सिस्मिक सेंसर (एक्सटर्नल रेफरेंस)
- प्रॉक्सिमिटी प्रोब (एडी-करंट सेंसर)।
- दू गो सतह के बीच रिलेटिव मोशन नापेलें।
- देखे खातिर एगो स्थिर माउंटिंग पॉइंट के जरूरत पड़ेला।
- आमतौर पर बेयरिंग के मुक़ाबले शाफ्ट मोशन नापेलें।
- मशीन सभ पर शाफ्ट-वाइब्रेशन मेजरमेंट खातिर स्टैंडर्ड, जेह में जर्नल बेयरिंग.
4. सीस्मिक डिज़ाइन के फायदा
सेल्फ-कंटेन्ड रेफरेंस
- कवनो बाहरी संदर्भ फ्रेम के जरूरत ना पड़े ला।
- सेंसर के कंपन करत संरचना पर लगभग कहीं भी लगावल जा सके ला।
- ई इनर्शियल स्पेस में सही निरपेक्ष गति के रिपोर्ट करे ला।
बहुमुखी उपयोगिता
- एगो सेंसर टाइप बहुत सारा एप्लीकेशन के कवर करे ला।
- अस्थायी सर्वे आ स्थायी इंस्टालेशन, दुनो खातिर उपयुक्त बा।
- एक मशीन से दूसरा मशीन तक आसानी से पोर्टेबल बा।
इहे बहुमुखी गुण बा जेकरा वजह से पोर्टेबल इंस्ट्रूमेंट इनपर निर्भर करे लें। टू-चैनल Balanset-1A, उदाहरण खातिर, बेयरिंग हाउसिंग पर क्लैंप कइल एक्सेलेरोमीटर से आपन रीडिंग लेला — स्व-संदर्भित सीस्मिक सेंसर जिनका कवनो फिक्स्ड डेटम के जरूरत नइखे, जेकरा से इंजीनियर साइट पर बैलेंसिंग करत घरी मापन बिंदु आ मशीन के बीच जल्दी-जल्दी आ-जा सके ला।
5. सीमाएं
फ्रीक्वेंसी रिस्पॉन्स के सीमा
- वेलोसिटी पिकअप अपना प्राकृतिक आवृत्ति के लगभग 2× से नीचे विश्वसनीय रूप से माप ना क सके लें; खासकर मूविंग-कॉइल टाइप 15–20 Hz से नीचे ठीक से रिस्पॉन्स ना करे लें। एगो अंतर्निहित समझौता बा: कम प्राकृतिक आवृत्ति से कम-आवृत्ति रेंज बेहतर मिले ला, बाकिर एकरा खातिर बड़, भारी सेंसर के जरूरत पड़े ला।
- मापन आवृत्ति जइसे-जइसे एक्सेलेरोमीटर के माउंटेड अनुनाद के लगे पहुंचे ला, ओकर सटीकता घटे लागे ला; व्यावहारिक ऊपरी सीमा (आमतौर पर माउंटेड अनुनाद के लगभग एक-तिहाई) माउंटिंग विधि पर बहुत निर्भर करे ला (ISO 5348 देखीं)।
- बहुत निचला छोर पर, एक्सेलेरोमीटर के रिस्पॉन्स सीस्मिक सस्पेंशन के बजाय सेंसिंग एलिमेंट आ एम्प्लीफायर इलेक्ट्रॉनिक्स से सीमित होला — मानक औद्योगिक यूनिट खातिर आमतौर पर लगभग 0.5–1 Hz तक।
हाउसिंग के गति मापेला
- सेंसर बेयरिंग हाउसिंग के गति के रिपोर्ट करे ला, ना कि शाफ्ट के सीधा गति के।
- हाउसिंग वाइब्रेशन शाफ्ट वाइब्रेशन के बराबर नइखे — ई बेयरिंग स्टिफनेस आ आसपास के संरचना से फिल्टर हो के आवे ला।
- जहां असली शाफ्ट ऑर्बिट मायने रखे ला, उहां एकरा बदले प्रॉक्सिमिटी प्रोब के जरूरत पड़े ला।
6. एप्लीकेशन
मशीनरी कंडीशन मॉनिटरिंग
- बेयरिंग-हाउसिंग वाइब्रेशन मापन।
- ओवरऑल वाइब्रेशन ट्रेंडिंग।
- बेयरिंग-डिफेक्ट पहचान।
- सामान्य घूर्णन-मशीनरी डायग्नोस्टिक्स।
स्ट्रक्चरल वाइब्रेशन
- भवन आ नींव के वाइब्रेशन सर्वे।
- भूकंप के सीस्मिक मॉनिटरिंग।
- मशीनरी से निकसत ग्राउंड-बॉर्न वाइब्रेशन।
मोडल विश्लेषण
- कैलिब्रेटेड इम्पैक्ट पर संरचना के प्रतिक्रिया के मापन।
- निर्धारण करत प्राकृतिक आवृत्ति सभ आ मोड शेप.
- बनावत फ्रीक्वेंसी रिस्पांस फंक्शन में इस्तेमाल होखे वाला मोडल विश्लेषण.
सीस्मिक ट्रांसड्यूसर, जे आंतरिक सस्पेंडेड मास के इनर्शियल संदर्भ के रूप में इस्तेमाल करे लें, घूर्णन मशीनरी पर वाइब्रेशन मापन के नींव बनावे लें। सीस्मिक सिद्धांत के समझल — कइसे एगो सस्पेंडेड मास निरपेक्ष-गति मापन के सक्षम बनावे ला, आ काहें वेलोसिटी पिकअप अपना प्राकृतिक आवृत्ति से ऊपर काम करे लें जबकि एक्सेलेरोमीटर अपना माउंटेड अनुनाद से नीचे काम करे लें — हर औद्योगिक वाइब्रेशन-विश्लेषण प्रोग्राम के इन दुनो मुख्य उपकरण के ताकत आ सीमा, दुनो के स्पष्ट करे ला।
