Co je piezoelektrický akcelerometr? Vibrační senzor • Přenosný vyvažovač, analyzátor vibrací "Balanset" pro dynamické vyvažování drtičů, ventilátorů, mulčovačů, šneků na kombajnech, hřídelí, odstředivek, turbín a mnoha dalších rotorů Co je piezoelektrický akcelerometr? Vibrační senzor • Přenosný vyvažovač, analyzátor vibrací "Balanset" pro dynamické vyvažování drtičů, ventilátorů, mulčovačů, šneků na kombajnech, hřídelí, odstředivek, turbín a mnoha dalších rotorů

Co je piezoelektrický akcelerometr? Vibrační senzor

Publikováno uživatelem admin dne

Pochopení piezoelektrických akcelerometrů

Definice: Co je piezoelektrický akcelerometr?

Piezoelektrický akcelerometr je vibrace senzor, který využívá piezoelektrický jev – kdy určité krystaly generují elektrický náboj při mechanickém namáhání – k přeměně mechanického akcelerace na elektrický signál úměrný amplitudě vibrací. Když senzor zažívá zrychlení, vnitřní hmota (seismická hmota) stlačuje nebo natahuje piezoelektrické krystalové prvky, čímž generuje elektrický náboj nebo napětí, které je upraveno a vydáváno jako měřicí signál.

Piezoelektrické akcelerometry jsou nejrozšířenějšími vibračními senzory v průmyslových aplikacích díky svému širokému frekvenčnímu rozsahu (0,5 Hz až 50+ kHz), vysoké citlivosti, robustnosti a samogenerující se povaze (nevyžadují žádný externí zdroj energie pro samotný snímací prvek). Tvoří základ moderních... analýza vibrací a programy pro monitorování stavu.

Piezoelektrický efekt

Fyzikální princip

  • Některé krystaly (křemen, turmalín) a keramika (PZT, titaničitan barnatý) jsou piezoelektrické
  • Mechanické namáhání generuje elektrický náboj na povrchu krystalů
  • Náboj úměrný aplikované síle
  • Vratný efekt (přivedení napětí způsobuje deformaci)
  • Samogenerující (pro generování náboje není potřeba žádná energie)

V akcelerometru

  1. Vibrace zrychlují základnu a pouzdro senzoru
  2. Vnitřní seismická hmota působí na sílu (F = m × a)
  3. Síla stlačuje piezoelektrický krystal
  4. Krystal generuje náboj úměrný síle (a tedy zrychlení)
  5. Náboj shromážděný na elektrodách a převedený na měřitelný signál

Typy piezoelektrických akcelerometrů

Podle interního designu

Typ komprese

  • Nejběžnější design
  • Krystal stlačený mezi hmotou a základnou
  • Robustní, široký teplotní rozsah
  • Vhodné do náročných podmínek

Typ smyku

  • Krystal stříhaný pohybem hmoty
  • Vynikající izolace základního napětí
  • Lepší nízkofrekvenční odezva
  • Méně citlivé na teplotní přechody
  • Prémiový výkon

Ohybový (ohybový) typ

  • Krystal v ohybové konfiguraci
  • Vysoká citlivost možná
  • Méně časté v průmyslových aplikacích

Podle typu elektroniky

Režim nabíjení

  • Výstup je náboj (pikocoulomby)
  • Vyžaduje externí zesilovač náboje
  • Extrémní teplotní odolnost (až 650 °C)
  • Vysokoimpedanční výstup (citlivý na kabel)
  • Specializované aplikace

IEPE/ICP (napěťový režim)

  • Vestavěná elektronika převádí náboj na napětí
  • IEPE je průmyslovým standardem
  • Nízkoimpedanční výstup
  • Jednoduché připojení
  • 95%+ pro průmyslové aplikace

Specifikace výkonu

Citlivost

  • Výstup na jednotku zrychlení (mV/g, pC/g)
  • Typické: 10–100 mV/g pro IEPE; 1–100 pC/g pro režim nabíjení
  • Vyšší citlivost = lepší rozlišení, ale nižší rozsah
  • Výběr na základě očekávané úrovně vibrací

Frekvenční rozsah

  • Nízká frekvence: 0,5–5 Hz v závislosti na elektronice
  • Vysoká frekvence: 5–50 kHz do rezonance
  • Použitelný dosah: Typicky do 1/3 rezonanční frekvence
  • Montáž ovlivňuje: Způsob montáže omezuje vysokofrekvenční odezvu

Rozsah amplitudy

  • Univerzální použití: ±50 g až ±500 g
  • Vysoká citlivost: ±5 g až ±50 g
  • Snímače nárazů: ±500 g až ±10 000 g
  • Nesmí překročit dosah (ořezání, poškození)

Kritéria výběru

Pro všeobecné monitorování strojů

  • Akcelerometr IEPE 100 mV/g
  • Rozsah ±50 g
  • Frekvenční rozsah 1 Hz – 10 kHz
  • Průmyslová teplotní odolnost (-40 až +120 °C)
  • Hermeticky uzavřené

Pro detekci vad ložisek

  • Vyšší frekvenční odezva (až 20+ kHz)
  • Střední citlivost (10–50 mV/g)
  • Široký dynamický rozsah
  • Montáž svorníky pro nejlepší vysokofrekvenční propojení

Pro aplikace s vysokými teplotami

  • Vysokoteplotní IEPE (do 175 °C) nebo nabíjecí režim (do 650 °C)
  • Speciální montáž a kabeláž
  • Může obětovat určitý výkon kvůli teplotní odolnosti

Montáž a instalace

Rostoucí vliv na výkon

  • Upevnění svorníkem: Nejlepší (plochý do 10+ kHz)
  • Lepidlo: Dobré (ploché do 7-8 kHz)
  • Magnetický: Přijatelné (ploché do 2-3 kHz)
  • Sonda/Ruční přístroj: Špatný (omezený na nízké frekvence, kvalitativní)

Požadavky na instalaci

  • Čistý, rovný montážní povrch
  • Správný utahovací moment pro montáž svorníků
  • Tenká, rovnoměrná vrstva lepidla
  • Magnetická základna plně usazená
  • Kabel zajištěn proti vytažení

Piezoelektrické akcelerometry, zejména typy IEPE, jsou páteří průmyslového monitorování vibrací. Jejich kombinace široké frekvenční odezvy, vysoké citlivosti, robustnosti a (v případě IEPE) jednoduchosti z nich dělá senzor volby pro monitorování stavu, diagnostiku a vyvažování v naprosté většině aplikací rotačních strojů po celém světě.

← Zpět na hlavní index

Kategorie:
WhatsApp