Transducere: Sensorer til vibrationsanalyse

Definition: Hvad er en transducer?

I forbindelse med vibrationsanalyse, en transducer er en enhed, der omdanner fysisk, mekanisk bevægelse (vibration) til et proportionalt elektrisk signal. Dette elektriske signal kan derefter behandles, måles og analyseres af en dataindsamler eller et overvågningssystem. Transducere er de primære sensorer og det allerførste led i målekæden; uden en pålidelig transducer er ingen meningsfuld analyse mulig. Valget af transducer er en kritisk beslutning, der afhænger af maskintypen, dens hastighed og de specifikke fejl, der overvåges.

De tre hovedtyper af vibrationstransducere

Der findes tre hovedtyper af transducere, der anvendes i industriel maskinovervågning, som hver måler en forskellig fysisk vibrationsparameter.

1. Accelerometeret (måler acceleration)

Den accelerometer er langt den mest almindelige og alsidige vibrationstransducer. Den måler accelerationen af den struktur, den er monteret på.

• Princip: De fleste industrielle accelerometre er piezoelektriske og bruger en krystal, der genererer en spænding, når den belastes af en indre masse.
• Styrker: De har et ekstremt bredt frekvensområde, er meget robuste, fås i mange forskellige designs og kan bruges på næsten alle typer maskiner. De er særligt fremragende til at detektere højfrekvente hændelser.
• Primær brug: Generel maskinovervågning, fra maskiner med lav hastighed til turbomaskiner med meget høj hastighed. De er den foretrukne sensor til at detektere højfrekvente fejl som f.eks. leje- og gearfejl.

2. Hastighedstransduceren (måler hastighed)

A hastighedstransducer er en elektrodynamisk sensor, der direkte måler vibrationshastigheden.

• Princip: Den fungerer som en mikrofon med en trådspole ophængt i et magnetfelt. Når huset vibrerer, genererer den relative bevægelse mellem spolen og magneten en spænding, der er proportional med hastigheden.
• Styrker: De producerer et stærkt, støjsvagt signal i mellemfrekvensområdet (ca. 10 Hz til 1.000 Hz), hvilket er der, hvor de fleste almindelige fejl som ubalance og forkert justering opstår. De kræver ikke ekstern strøm.
• Svagheder: De er mere skrøbelige end accelerometre, har et begrænset frekvensområde og er følsomme over for magnetfelter og monteringsretning. De er i vid udstrækning blevet erstattet af accelerometre kombineret med elektronisk integration til at beregne hastighed.
• Primær brug: Historisk set brugt til generel maskinovervågning, før robuste accelerometre blev almindelige. Bruges stadig undertiden til permanent overvågning i mellemfrekvensområdet.

3. Nærhedssonden (måler forskydning)

Den nærhedssonde (eller hvirvelstrømssonde) er en berøringsfri transducer, der måler forskydningen af en roterende aksel.

• Princip: Den bruger et elektromagnetisk felt til at inducere og måle hvirvelstrømme på akselens overflade, hvilket gør det muligt at måle afstanden mellem probespidsen og akselen.
• Styrker: Den måler selve akslens bevægelse, ikke maskinhuset. Den er berøringsfri, og dens måling går ned til 0 Hz (DC), hvilket gør det muligt at måle akslens gennemsnitlige position samt dens vibration.
• Primær brug: Essentiel til beskyttelse og overvågning af kritiske højhastighedsturbomaskiner med væskefilmslejer, såsom turbiner og kompressorer. Det bruges til at analysere fænomener som akselbaner og centerlinjeposition.

Valg af den rigtige transducer

Valget af en transducer er et kritisk trin i opsætningen af et overvågningsprogram. Den generelle regel er at vælge den transducer, der er mest følsom i frekvensområdet for de forventede fejl:

• Brug nærhedsprober til akselbevægelse på maskiner med væskefilmslejer.
• Brug Accelerometre til alt andet, da de er de mest alsidige. Signalet kan integreres med hastighed til analyse af mellemfrekvente fejl eller bruges direkte som acceleration til højfrekvente fejl.

← Tilbage til hovedindekset