Was ist ein seismischer Wandler? Trägheitsreferenzsensor • Tragbares Auswuchtgerät, Schwingungsanalysator "Balanset" zum dynamischen Auswuchten von Brechern, Ventilatoren, Mulchern, Förderschnecken an Mähdreschern, Wellen, Zentrifugen, Turbinen und vielen anderen Rotoren Was ist ein seismischer Wandler? Trägheitsreferenzsensor • Tragbares Auswuchtgerät, Schwingungsanalysator "Balanset" zum dynamischen Auswuchten von Brechern, Ventilatoren, Mulchern, Förderschnecken an Mähdreschern, Wellen, Zentrifugen, Turbinen und vielen anderen Rotoren

Was ist ein seismischer Wandler? Trägheitsreferenzsensor

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Seismische Wandler verstehen

Definition: Was ist ein seismischer Wandler?

Seismischer Wandler (auch seismischer Sensor oder Trägheitswandler genannt) ist ein Vibration Ein Sensor, der eine interne seismische Masse (Prüfmasse) nutzt, die von Federn oder anderen nachgiebigen Elementen aufgehängt ist, dient als Inertialreferenz zur Messung der absoluten Bewegung des Sensorgehäuses. Bei Vibrationen des Sensorgehäuses verharrt die Inertialmasse (oberhalb der Eigenfrequenz des Masse-Feder-Systems) tendenziell in Ruhe. Die Relativbewegung zwischen dem vibrierenden Gehäuse und der relativ ruhenden Masse wird gemessen und in ein elektrisches Signal umgewandelt, das die Vibration repräsentiert.

Der Begriff “seismisch” stammt von der Erdbebenmessung (Seismometern), wo dieses Prinzip erstmals angewendet wurde – eine aufgehängte Masse bleibt relativ ruhig, während sich der Boden darunter bewegt. In der Maschinenüberwachung werden beide Prinzipien angewendet. Geschwindigkeitsaufnehmer und Beschleunigungsaufnehmer Es handelt sich um seismische Wandler, wobei der Begriff am häufigsten mit Geschwindigkeitsaufnehmern in Verbindung gebracht wird.

Funktionsprinzip

Masse-Feder-Dämpfer-System

  • Seismische Masse: Im Inneren des Sensorgehäuses aufgehängt
  • Frühling: Mechanische Federn oder Biegeelemente zur Unterstützung der Masse
  • Dämpfung: Luft-, Magnet- oder Flüssigkeitsdämpfung
  • Transduktion: Relative Bewegung in elektrisches Signal umgewandelt

Frequenzgangbereiche

  • Unterhalb der Eigenfrequenz: Massen- und Wohnungsbauprojekte bewegen sich parallel (schlechte Resonanz)
  • Bei natürlicher Frequenz: Resonanz (verstärkt, aber verzerrt)
  • Über der Eigenfrequenz: Masse ruht, Gehäuse vibriert (guter Messbereich)
  • Nutzbarer Bereich: Typischerweise > 2× Eigenfrequenz

Arten von seismischen Wandlern

Geschwindigkeitsaufnehmer (Drehspulsensoren)

  • Magnet, der von Federn im Inneren einer Spule aufgehängt ist
  • Relative Geschwindigkeit erzeugt Spannung (elektromagnetische Induktion).
  • Eigenfrequenz typischerweise 8-15 Hz
  • Verwendbar oberhalb von 16-30 Hz
  • Misst direkt die Geschwindigkeit

Beschleunigungsmesser

  • PiezoelektrischPiezokristall erfasst Massenkraft
  • MEMS: Kapazitive oder piezoresistive Sensorik
  • Höhere Eigenfrequenz (10-30 kHz)
  • Verwendbar ab ca. 1 Hz
  • Misst die Beschleunigung

Seismische vs. nicht-seismische Sensoren

Seismische Sensoren (Inertialreferenz)

  • Beschleunigungsmesser, Geschwindigkeitsaufnehmer
  • Absolute Bewegung messen
  • Montiert auf einer vibrierenden Struktur
  • Die innere Masse dient als Referenz
  • Am häufigsten für die Maschinenüberwachung

Nicht-seismische Sensoren (Externe Referenz)

  • Näherungssensoren (Wirbelstrom)
  • Relative Bewegung zwischen zwei Oberflächen messen
  • Erfordert einen stationären Montagepunkt
  • Messen Sie die Wellenbewegung relativ zum Lager
  • Wird zur Messung von Wellenschwingungen verwendet

Vorteile der seismischen Auslegung

Eigenständiges Nachschlagewerk

  • Keine externe Referenz erforderlich
  • Kann überall an vibrierenden Strukturen montiert werden.
  • Misst die absolute Bewegung im Inertialraum

Vielseitigkeit

  • Ein einziger Sensortyp für viele Anwendungen
  • Temporäre oder permanente Installation
  • Tragbar zwischen Maschinen

Einschränkungen

Frequenzgangbeschränkungen

  • Messungen unterhalb der etwa zweifachen Eigenfrequenz sind nicht zuverlässig möglich.
  • Geschwindigkeitsaufnehmer sind unterhalb von 15-20 Hz unzuverlässig.
  • Abwägung: niedrige Eigenfrequenz (gutes Tieftonverhalten) vs. große Größe

Maßnahmen zur Wohnungsbaubewegung

  • Misst das Lagergehäuse, nicht die Welle direkt.
  • Gehäuseschwingungen ≠ Wellenschwingungen (beeinflusst von der Lagersteifigkeit und der Struktur)
  • Für die direkte Wellenbewegung werden Näherungssensoren benötigt.

Anwendungen

Maschinenzustandsüberwachung

  • Lagergehäuseabmessungen
  • Gesamttrend der Vibrationen
  • Lagerdefekt Erkennung
  • Allgemeine Maschinendiagnostik

Strukturschwingungen

  • Gebäude- und Fundamentschwingungen
  • Seismische Überwachung (Erdbeben)
  • Bodenerschütterungen durch Maschinen

Modalanalyse

  • Strukturelle Reaktion auf Einwirkungen messen
  • Eigenfrequenzen und Schwingungsformen bestimmen
  • Übertragungsfunktionsmessungen

Seismische Sensoren, die interne Massen als Inertialreferenzen nutzen, bilden die Grundlage der Schwingungsmessung in der Überwachung rotierender Maschinen. Das Verständnis des seismischen Prinzips – wie aufgehängte Massen die absolute Bewegungsmessung ermöglichen – erklärt sowohl die Möglichkeiten als auch die Grenzen von Beschleunigungsmessern und Geschwindigkeitssensoren, den Arbeitspferden industrieller Schwingungsanalyseprogramme.

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