ত্বরণমাপক কী? কম্পন বিশ্লেষণের জন্য একটি গাইড
An accelerometer is a transducer (বা সেন্সর) যা যান্ত্রিক গতি রূপান্তরিত করে — বিশেষভাবে acceleration কম্পন বা ধাক্কা দ্বারা উৎপাদিত — একটি সমানুপাতিক বিদ্যুৎ সংকেতে। এটি দ্বারা সর্বাধিক ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত সেন্সর predictive maintenance and condition monitoring। একটি মেশিনের একটি বিন্দু কত দ্রুত বেগ পরিবর্তন করছে তা পরিমাপ করে, একটি ত্বরণ মিটার কাঁচা ডেটা সরবরাহ করে যা একজন বিশ্লেষককে যান্ত্রিক এবং বৈদ্যুতিক ত্রুটির বিস্তৃত পরিসর নির্ণয় করতে দেয় — থেকে bearing defects to unbalance and misalignment.
1. সংজ্ঞা: কম্পন পরিমাপের মূল
ত্বরণ ঘূর্ণায়মান যন্ত্রপাতিতে পরিমাপের প্রাকৃতিক পরিমাণ কারণ গতিশীল শক্তিগুলি যা একটি মেশিনকে ক্ষতি করে — একটি ভারী দাগ থেকে কেন্দ্রাভিমুখী শক্তি, খোসাযুক্ত বেয়ারিং রেস থেকে প্রভাব — ত্বরণের সাথে স্কেল করে। একটি ত্বরণ মিটার সরাসরি সেই শক্তিগুলিতে সাড়া দেয়, যা কেন কাছাকাছি প্রতিটি আধুনিক এর হৃদয়ে বসে আছে vibration analyzer and data collector.
ত্বরণ মিটারের ব্যবহারিক শক্তিগুলির একটি হল যে এর ত্বরণ সংকেত ইলেকট্রনিকভাবে হতে পারে integrated once to give velocity (mm/s), এবং দুবার দিতে displacement (µm)। একটি একক, ভালভাবে-মাউন্ট করা সেন্সর সেইজন্য সমস্ত তিনটি ক্লাসিক কম্পন ইউনিট কভার করে, বিশ্লেষককে যেটি একটি নির্দিষ্ট ত্রুটি প্রকাশ করে তা বেছে নেওয়ার অনুমতি দেয়।
2. ত্বরণ মিটার কীভাবে কাজ করে? পাইজোইলেকট্রিক নীতি
যদিও বেশ কয়েকটি শারীরিক নীতি বিদ্যমান, শিল্প যন্ত্রপাতির জন্য ব্যবহৃত ত্বরণ মিটারের অপ্রতিরোধ্য সংখ্যাগরিষ্ঠ উপর ভিত্তি করে piezoelectric effect। কাজের ক্রম সরল:
- Piezoelectric crystal: সেন্সারের অভ্যন্তরে একটি ছোট ভূকম্পন ভর একটিতে সংযুক্ত piezoelectric উপাদান — সাধারণত PZT এর মতো সিরামিক, বা প্রিমিয়াম সেন্সরে একটি নির্ভুলতা-কাট কোয়ার্টজ স্ফটিক।
- বল প্রয়োগ: যখন মেশিনটি কম্পিত হয়, তখন হাউজিং এটির সাথে সরে যায়। জড়তার মাধ্যমে, অভ্যন্তরীণ ভর সেই গতিকে প্রতিরোধ করে এবং ক্রিস্টালের উপর একটি শক্তি প্রয়োগ করে — নিউটনের দ্বিতীয় আইন অনুযায়ী ভর গুণ ত্বরণের সমান।
- Generating a signal: একটি চাপযুক্ত পাইজোইলেকট্রিক ক্রিস্টাল প্রয়োগকৃত শক্তির সরাসরি সমানুপাতিক একটি ছোট বৈদ্যুতিক চার্জ উৎপাদন করে, এবং সেইজন্য ত্বরণের জন্য।
- আউটপুট: অভ্যন্তরীণ ইলেকট্রনিক্স এই চার্জকে শর্তসাপেক্ষ করে এবং এটি একটি ডেটা সংগ্রাহক বা পর্যবেক্ষণ সিস্টেমে একটি কেবলের মাধ্যমে সেই বিন্দুতে ত্বরণের একটি এনালগ প্রতিনিধিত্ব হিসাবে প্রেরণ করে।
সেই চার্জ কীভাবে শর্ত করা হয় তা দুটি সাধারণ পরিবার সংজ্ঞায়িত করে। একটি charge-output সেন্সর কাঁচা চার্জ একটি বাহ্যিকে সরবরাহ করে charge amplifier এবং খুব উচ্চ তাপমাত্রা সহ্য করে। শিল্পে অনেক বেশি সাধারণ হল IEPE (or voltage-mode) ধরনের, যা সেন্সারে অ্যাম্প্লিফায়ারকে নির্মিত করে এবং একটি কম-প্রতিবাধা ভোল্টেজ আউটপুট করে যা সাধারণ দুই-তার কেবলের নিচে ভালভাবে ভ্রমণ করে। সবচেয়ে শক্তিশালী ডিজাইনগুলি একটি ব্যবহার করে shear নির্মাণ, যা ক্রিস্টালকে বেস বাঁকা এবং তাপীয় ক্ষণস্থায়ী থেকে বিচ্ছিন্ন করে।
3. ত্বরণ মিটারের প্রকার
বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য বিভিন্ন সেন্সর প্রয়োজন, প্রতিটির নিজস্ব শক্তি রয়েছে।
General-Purpose Accelerometers
এগুলি শিল্প পর্যবেক্ষণের কর্মহর্ষ। তারা সাধারণত একটি অফার করে sensitivity 100 mV/g এবং একটি ফ্রিকোয়েন্সি পরিসীমা যা পাম্প, মোটর এবং ফ্যান সহ বেশিরভাগ সাধারণ যন্ত্রপাতির জন্য উপযুক্ত — প্রায় 2 Hz থেকে 10 kHz।
MEMS Accelerometers
মাইক্রো-ইলেকট্রো-মেকানিক্যাল সিস্টেম (MEMS) ত্বরণ মিটার সিলিকন-ভিত্তিক, খুবই ছোট, কম-শক্তি এবং সাশ্রয়ী। ঐতিহাসিকভাবে পাইজোইলেকট্রিক ধরনের চেয়ে কম সংবেদনশীল, আধুনিক MEMS ডিভাইস দ্রুত উন্নতি করছে এবং বহনযোগ্য ইলেকট্রনিক্স, স্বয়ংচালিত সিস্টেমে সাধারণ, wireless monitoring নোড এবং কম খরচ শর্ত-পর্যবেক্ষণ ইনস্টলেশন।
Piezoresistive Accelerometers
শক পরীক্ষা এবং নিম্ন-ফ্রিকোয়েন্সি গতির জন্য ব্যবহৃত, এই সেন্সরগুলি 0 Hz (DC ত্বরণ) পর্যন্ত সব পথে সাড়া দেয়, যা সেন্ট্রিফিউজে স্থির ত্বরণ বা যানবাহনের ধীর যাত্রার গতি পরিমাপের জন্য তাদের উপযোগী করে তোলে।
High-Frequency Accelerometers
প্রাথমিক পর্যায়ের গিয়ার এবং বিয়ারিং ক্ষতির মতো উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ঘটনা ধরার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে, এই সেন্সরগুলি একটি ছোট সিজমিক ভর এবং উচ্চতর রেজোন্যান্ট ফ্রিকোয়েন্সি ব্যবহার করে, যা 20 kHz বা তার বেশি নির্ভুল পরিমাপের অনুমতি দেয় — যে পরিসরে এমন কৌশলগুলি envelope analysis and the shock pulse method live.
4. মূল স্পেসিফিকেশন এবং নির্বাচন
একটি ত্বরণ সেন্সর নির্বাচন করার সময়, প্রকৌশলীরা বেশ কয়েকটি পরামিতি বিবেচনা করেন:
- Sensitivity (mV/g): উচ্চতর সংবেদনশীলতা একটি শক্তিশালী আউটপুট প্রদান করে, নিম্ন-স্তরের কম্পন সমাধানের জন্য ভাল; 100 mV/g হল সাধারণ শিল্প মান।
- Frequency response: যে ব্যান্ডে সেন্সর নির্ভুলভাবে পড়ে। এটি প্রত্যাশিত fault frequencies মেশিনের, সেন্সরের নিজস্ব এর নিচে একটি আরামদায়ক মার্জিন সহ natural (resonant) frequency.
- তাপমাত্রা পরিসীমা: সেন্সরকে যে পৃষ্ঠের তাপমাত্রায় মাউন্ট করা হয় তা সহ্য করতে হবে; একটি temperature sensor প্রায়শই সম্মিলিত পর্যবেক্ষণের জন্য সহ-অবস্থিত।
- মাউন্টিং পদ্ধতি: সেন্সর কীভাবে সংযুক্ত হয় — স্টাড, আঠালো বা ম্যাগনেট — উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি নির্ভুলতাকে দৃঢ়ভাবে প্রভাবিত করে। প্রতি স্টাড মাউন্ট ISO 5348 সর্বোত্তম কাপলিং এবং বিস্তৃত ব্যবহারযোগ্য ব্যান্ডউইথ প্রদান করে; একটি ম্যাগনেট রুট কাজের জন্য সুবিধাজনক কিন্তু উপরের ফ্রিকোয়েন্সি সীমা হ্রাস করে। দুর্বল mounting একটি মিথ্যা প্রবর্তন করতে পারে mounting resonance যা একটি মেশিন খারাপী হিসাবে ছদ্মবেশী।
আপনি একটি নির্দিষ্ট সংযুক্তির ব্যান্ডউইথ শাস্তি অনুমান করতে পারেন Accelerometer Mounting Resonance Calculator একটি মাউন্টিং স্কিমের প্রতিশ্রুতিবদ্ধ হওয়ার আগে।
5. অবস্থা পর্যবেক্ষণে অ্যাপ্লিকেশন
Accelerometers underpin nearly every vibration analysis task, including:
- Predictive maintenance programs: একটিতে রুটিন ডেটা সংগ্রহ route মেশিনের স্বাস্থ্য প্রবণতা এবং ব্যর্থতার পূর্বাভাস দিতে।
- Fault diagnosis: pinpointing unbalance, misalignment, looseness and bearing wear from the vibration spectrum.
- Acceptance testing: নতুন বা মেরামত করা যন্ত্রপাতি কম্পন স্পেসিফিকেশন যেমন পূরণ করে যাচাই করা ISO 20816 (ISO 10816 এর আধুনিক উত্তরসূরী)।
- Modal analysis: studying the natural frequencies and mode shapes একটি কাঠামোর।
ক্ষেত্র ভারসাম্য এই কাজগুলির মধ্যে সবচেয়ে দাবিদার একটি, কারণ এটি প্রয়োজন উভয় and the phase একবার-প্রতি-বিপ্লব কম্পন। একটি পোর্টেবল দুই-চ্যানেল যন্ত্র যেমন ব্যালানসেট-১এ এর দুটি ত্বরণ সেন্সর নেয়, একটিতে লক করে tachometer পালস, এবং মেশিনের নিজস্ব বিয়ারিংগুলিতে অপারেটিং গতিতে সরাসরি 1× প্রশস্ততা এবং পর্যায় পরিমাপ করে — কাঁচা ত্বরণ সেন্সর সংকেতকে প্রভাব সহগ এবং সংশোধন ওজনগুলিতে রূপান্তরিত করে যা অনসাইটে রোটর ভারসাম্য রাখার জন্য প্রয়োজন।
