Forståelse af triboelektrisk støj

Definition: Hvad er triboelektrisk støj?

Triboelektrisk støj er en form for elektrisk interferens, der kan forurene vibrationssignaler, især dem fra piezoelektriske AccelerometreDet er et lavfrekvent støjsignal, der genereres, når selve sensorkablet udsættes for mekanisk bevægelse, såsom bøjning, fleksion eller stød. Denne støj er ikke relateret til den faktiske vibration i den maskine, der måles, og kan derfor føre til betydelige målefejl, hvis den ikke kontrolleres korrekt.

Årsagen: Den triboelektriske effekt

Støjen genereres af triboelektrisk effekt, et fænomen, hvor statisk ladning dannes, når to forskellige materialer bringes i kontakt med hinanden og derefter adskilles. Et typisk koaksialt accelerometerkabel består af en central leder, et dielektrisk (isolerende) lag og en ydre afskærmning.

Når kablet bøjes, gnider det dielektriske lag og den ydre skærm mod hinanden, hvilket genererer en lille mængde statisk ladning. Denne ladning skaber en spænding, der opfanges af den meget følsomme forstærker, der er forbundet til den piezoelektriske sensor. Resultatet er en lavfrekvent "rumlen" eller en falsk spændingsstigning i vibrationssignalet, som intet har at gøre med maskinens vibration.

Karakteristika for triboelektrisk støj

• Lav frekvens: Støjen er overvejende et lavfrekvent fænomen, der typisk forekommer under 10 Hz.
• Falske pigge: Det viser sig ofte som tilfældige pigge med høj amplitude i tidsbølgeform.
• "Ski-slope"-spektrum: I en FFT-spektrum, kan det bidrage til en "skipiste"-effekt, hvor støjgulvet er meget højt i den lavfrekvente ende af spektret og derefter falder.
• Ikke gentagelig: Støjen er ikke synkron med maskinens rotation og kan ikke gentages mellem målingerne.

Hvorfor er det et problem?

Triboelektrisk støj kan maskere de reelle lavfrekvente vibrationssignaler fra en maskine. Dette er et betydeligt problem ved analyse af langsomtgående maskineri, hvor vigtig diagnostisk information (som ubalance og fejljustering ved 1X RPM) findes ved disse lave frekvenser. Støjen kan enten skjule disse reelle signaler eller forveksles med dem, hvilket fører til en fejldiagnose.

Sådan forhindrer du triboelektrisk støj

Forebyggelse af triboelektrisk støj opnås gennem korrekt kabelvalg og installationsteknikker:

1. Brug et støjsvagt kabel af høj kvalitet: Velrenommerede sensorproducenter tilbyder "støjsvage" kabler. Disse kabler har et specielt ledende grafitlag påført mellem dielektrikummet og den ydre skærm. Dette lag fungerer som en dræn, der forhindrer opbygning af statisk elektricitet og reducerer den triboelektriske effekt dramatisk.
2. Fastgør kablet: Dette er det vigtigste praktiske trin. Kablet skal være fastgjort eller limet til maskinens overflade så tæt på sensoren som muligt. Dette sikrer, at kablet vibrerer *med* maskinen i stedet for at bøje og bevæge sig uafhængigt. Eventuelle løse løkker eller dinglende kabelstykker er primære støjkilder.
3. Undgå kabelstød: Sørg for, at kablet er ført væk fra alle kilder til stød eller piskning, såsom roterende aksler eller andre bevægelige maskindele.
4. Korrekt jordforbindelse: Selvom det ikke er direkte relateret til den triboelektriske effekt, er det vigtigt at sikre, at sensoren og kablerne er korrekt jordet i henhold til producentens instruktioner for at forhindre andre former for elektrisk støj, såsom jordløjfer.

Ved at bruge den korrekte type kabel og, vigtigst af alt, sikre, at den er korrekt fastgjort, kan virkningerne af triboelektrisk støj næsten fuldstændigt elimineres, hvilket fører til renere og mere pålidelige lavfrekvente vibrationsdata.

← Tilbage til hovedindekset