Razumevanje velometra (senzor brzine)
A velometer, formalnije poznat kao transducer brzine ili senzor brzine, je vrsta transducer koristi se za merenje vibration. Karakteristična svojstva su što proizvodi električni izlaz direktno proporcionalan sa velocity vibracionom površini na koju je prikačen. Ovo ga razlikuje od accelerometer, čiji je izlaz proporcionalan acceleration, and from a sondu blizine, čiji je izlaz proporcionalan displacement.
1. Definicija: Šta je velometar?
Pošto je brzina parametar koji međunarodni standardi koriste za procenu grubosti rada mašine, senzor koji direktno prikazuje brzinu je konceptualno privlačan. Klasični velometar je samozavršen, samogerator uređaj — ne treba mu napajanje ni obrada signala da bi dao upotrebljiv izlaz. Iako je sada manje čest od aksilometra u modernoj prenosivoj prikupljanju podataka, velometar i dalje ima prava svojstva primene, posebno u stacionarnom nadzoru mašina srednje brzine i kao član šire porodice seizmičkih senzora koji mere kretanje u odnosu na slobodan prostor umesto u odnosu na fiksnu strukturu.
2. Kako funkcioniše velometar
Tradicionalni velometri su elektrođinamički senzori. Rade na istom principu kao dinamički mikrofon ili gitar fender, pod upravom Faradejevog zakona indukcije:
- Unutar kućišta je zavojnica žice suspenzivna na mekim oprugama.
- Permanentni magnet je fiksno pričvršćen na kućištu.
- Kada je senzor montiran na vibrirajućoj mašini, kućište i magnet se kreću sa površinom mašine.
- Zbog svoje inercije, zavojnica suspenzivna na oprugama ima tendenciju da ostane nepokretan u prostoru (ovo je seizmički princip).
- Relativno kretanje između pomičnog magneta i gotovo nepokretne zavojnice indukuje napon u zavojnici.
- Po Faradejevom zakonu, taj indukovani napon je direktno proporcionalan brzini relativnog kretanja — tačno količini koju želimo.
Sistem opruga i mase se ponaša na ovaj način samo iznad svoje sopstvene prirodne frekvencije (često oko 8–10 Hz), što postavlja nisko-frekventnu granicu senzora. Moderni “piezoelektrični velometri” takođe postoje: ovo su u suštini aksilometri sa ugrađenim elektronskim integration kolo koje konvertuje ubrzanje u signal brzine unutar samog senzora, izbegavajući fragilan pokretne delove elektrođinamičkog dizajna.
3. Prednosti i nedostaci velometara
Advantages
- Direktni izlaz brzine: oni mjere brzinu odmah — parametar koji se najčešće koristi za procjenu severiteta vibracija na strojevima opće namjene u rasponu od otprilike 10 Hz do 1.000 Hz (prema ISO 20816, modernom nasljedniku ISO 10816). Integracija nije potrebna u analizatoru, što čini signalni lanac jednostavnim.
- Samoekretan (pasivan): tradicionalni elektrodinamički velometri generiraju vlastiti signal i ne trebaju vanjsku elektrinu, što je korisno u nekim industrijskim i instalacijama u opasnim područjima.
- Dobar odziv u niskofrekventnom rasponu: iznad svoje prirodne frekvencije obično su osjetljiviji na niže frekvencije od mnogih akcelerometara opće namjene, dajući jak, čist signal gdje se nebalansiranost i neusklađenost pojavljuju.
Disadvantages
- Ograničeni frekventni raspon: njihov upotrebljivi raspon je uži nego kod akcelerometra. Nisu pogodni za visokofrekventne udare od greške u ležajima ili gear defects, koji padaju daleko iznad njihovog pada.
- Moving parts: unutarnja opruga i spiralna zavojnica mogu se umoriti, pomjeriti ili potpuno otkazati, posebno pri intenzivnim vibracijama.
- Osjetljivost na orijentaciju: moraju biti instalirani u orijentaciji za koju su projektovani (vertikalno ili horizontalno), jer gravitacija prethodno opterećuje oprugu suspenzije.
- Veći i teži: obično su znatno veći i teži od modernog akcelerometra, što može preplavljujuće opteretiti laganim strukturama.
- Osjetljivost na magnetska polja: jaka vanjska polja, poput onih u blizini velikih motora, mogu se spojiti u zavojnicu i pokvariti očitavanje.
4. Velometar nasuprot akcelerometu
Za modernu prenosljivu prikupljanje podataka i dijagnostika vibracija, the accelerometer je senzor izbora. Njegov frekventni odziv je daleko širi i ravniji, tako da jedan akcelerometar hvata i niskofrkvkventnu vibraciju od nebalansiranosti i veoma visokofrekventnu vibraciju od loživih ležaja i zupčanika. The vibracijski analizator zatim elektronski integrira signal ubrzanja da prikazi brzinu ili pomjeranje prema potrebi — jedan robustan senzor koji pokriva sve što je velometar mogao uraditi i mnogo više. Upravo tako funkcionira prenosivi dvokanalnih Balanset-1A na terenu: uzima ubrzanje od svojih akcelerometara, integrira u brzinu za procjenu ozbiljnosti prema ISO klasama, i koristi isti signal za mjerenje amplitude i faze na 1× potrebne za ujednačavanje u jednoj i dvije ravnine. Ako trebate prevoditi mjerenja između tipova senzora, naš Pretvarač jedinica vibracija lako prelazi između mm/s, µm i g.
Velometri se sada najčešće nalaze kao trajno instalirani senzori na strojevima srednje brzine — ventilatora, pumpi i motora — i posebno u starijim postrojenjima gdje su bili originalno specificirani kao monitoring osjetnik i nastavljaju obavljati pouzdanu funkciju dekadu za dekadom.
