Hvad er et piezoelektrisk accelerometer? Vibrationssensor • Bærbar balancer, vibrationsanalysator "Balanset" til dynamisk balancering af knusere, ventilatorer, mulchere, snegle på mejetærskere, aksler, centrifuger, turbiner og mange andre rotorer Hvad er et piezoelektrisk accelerometer? Vibrationssensor • Bærbar balancer, vibrationsanalysator "Balanset" til dynamisk balancering af knusere, ventilatorer, mulchere, snegle på mejetærskere, aksler, centrifuger, turbiner og mange andre rotorer

Hvad er et piezoelektrisk accelerometer? Vibrationssensor

Udgivet af admin på

Forståelse af piezoelektriske accelerometre

Definition: Hvad er et piezoelektrisk accelerometer?

Piezoelektrisk accelerometer er en vibrationer sensor, der bruger den piezoelektriske effekt – hvor visse krystaller genererer elektrisk ladning, når de belastes mekanisk – til at konvertere mekanisk acceleration til et elektrisk signal, der er proportionalt med vibrationsamplituden. Når sensoren oplever acceleration, komprimerer eller strækker en intern masse (seismisk masse) piezoelektriske krystalelementer, hvilket genererer en elektrisk ladning eller spænding, der betinges og udsendes som et målesignal.

Piezoelektriske accelerometre er de mest anvendte vibrationssensorer i industrielle applikationer på grund af deres brede frekvensområde (0,5 Hz til 50+ kHz), høje følsomhed, robusthed og selvgenererende natur (kræver ingen ekstern strømkilde til selve sensorelementet). De danner grundlaget for moderne Vibrationsanalyse og tilstandsovervågningsprogrammer.

Piezoelektrisk effekt

Fysisk princip

  • Visse krystaller (kvarts, turmalin) og keramik (PZT, bariumtitanat) er piezoelektriske
  • Mekanisk stress genererer elektrisk ladning på krystaloverflader
  • Ladning proportional med den påførte kraft
  • Reversibel effekt (påføring af spænding forårsager deformation)
  • Selvgenererende (ingen strøm nødvendig til generering af ladning)

I accelerometer

  1. Vibration accelererer sensorbase og -hus
  2. Intern seismisk masse oplever kraft (F = m × a)
  3. Kraft komprimerer piezoelektrisk krystal
  4. Krystal genererer ladning proportional med kraft (og dermed acceleration)
  5. Ladning opsamlet på elektroder og konverteret til målbart signal

Typer af piezoelektriske accelerometre

Af internt design

Kompressionstype

  • Mest almindelige design
  • Krystal komprimeret mellem masse og base
  • Robust, bredt temperaturområde
  • God til barske miljøer

Forskydningstype

  • Krystal forskydes af massebevægelse
  • Fremragende basespændingsisolering
  • Bedre lavfrekvensrespons
  • Mindre følsom over for temperaturskift
  • Premium ydeevne

Fleksibel (bøjnings-) type

  • Krystal i bøjningskonfiguration
  • Høj følsomhed mulig
  • Mindre almindeligt i industrielle applikationer

Efter elektroniktype

Opladningstilstand

  • Outputtet er ladning (pikocoulomb)
  • Kræver ekstern ladeforstærker
  • Ekstrem temperaturkapacitet (op til 650°C)
  • Højimpedansudgang (følsom over for kabel)
  • Specialiserede applikationer

IEPE/ICP (Spændingstilstand)

  • Indbygget elektronik omdanner ladning til spænding
  • IEPE er branchestandard
  • Lavimpedansudgang
  • Enkel tilslutning
  • 95%+ af industrielle applikationer

Ydelsesspecifikationer

Følsomhed

  • Output pr. accelerationsenhed (mV/g, pC/g)
  • Typisk: 10-100 mV/g for IEPE; 1-100 pC/g for opladningstilstand
  • Højere følsomhed = bedre opløsning, men lavere rækkevidde
  • Valg baseret på forventede vibrationsniveauer

Frekvensområde

  • Lav frekvens: 0,5-5 Hz afhængigt af elektronikken
  • Høj frekvens: 5-50 kHz til resonans
  • Brugbart område: Typisk til 1/3 af resonansfrekvensen
  • Montering påvirker: Monteringsmetode begrænser højfrekvensrespons

Amplitudeområde

  • Generelt formål: ±50 g til ±500 g
  • Høj følsomhed: ±5g til ±50g
  • Stødsensorer: ±500 g til ±10.000 g
  • Må ikke overskride rækkevidden (klipning, skade)

Udvælgelseskriterier

Til generel maskinovervågning

  • 100 mV/g IEPE accelerometer
  • ±50g rækkevidde
  • Frekvensområde 1 Hz – 10 kHz
  • Industriel temperaturklassificering (-40 til +120°C)
  • Hermetisk forseglet

Til detektion af lejefejl

  • Højere frekvensrespons (op til 20+ kHz)
  • Moderat følsomhed (10-50 mV/g)
  • Bredt dynamisk område
  • Boltmontering for den bedste højfrekvente kobling

Til højtemperaturapplikationer

  • Højtemperatur IEPE (op til 175 °C) eller opladningstilstand (op til 650 °C)
  • Specialmontering og kabelføring
  • Kan ofre noget ydeevne for temperaturkapacitet

Montering og installation

Monteringseffekter på ydeevne

  • Stiftmontering: Bedst (fladt til 10+ kHz)
  • Klæbemiddel: God (flad til 7-8 kHz)
  • Magnetisk: Acceptabel (fladt til 2-3 kHz)
  • Sonde/Håndholdt: Dårlig (begrænset til lave frekvenser, kvalitativ)

Installationskrav

  • Ren, flad monteringsflade
  • Korrekt moment til montering af bolte
  • Tyndt, jævnt klæbelag
  • Magnetisk base helt på plads
  • Kabel sikret for at forhindre træk

Piezoelektriske accelerometre, især IEPE-typer, er rygraden i industriel vibrationsovervågning. Deres kombination af bred frekvensrespons, høj følsomhed, robusthed og (for IEPE) enkelhed gør dem til den foretrukne sensor til tilstandsovervågning, diagnosticering og afbalancering i langt de fleste roterende maskineriapplikationer verden over.

← Tilbage til hovedindekset

Kategorier:
WhatsApp