Κατανόηση των σεισμικών μετατροπέων
Ορισμός: Τι είναι ένας σεισμικός μετατροπέας;
Σεισμικός μετατροπέας (ονομάζεται επίσης σεισμικός αισθητήρας ή αδρανειακός μετατροπέας) είναι ένας δόνηση Αισθητήρας που χρησιμοποιεί μια εσωτερική σεισμική μάζα (μάζα απόδειξης) που αιωρείται από ελατήρια ή άλλα εύκαμπτα στοιχεία ως αδρανειακή αναφορά για τη μέτρηση της απόλυτης κίνησης της βάσης του αισθητήρα. Όταν το περίβλημα του αισθητήρα δονείται, η αδρανειακή μάζα τείνει να παραμένει ακίνητη στο χώρο (πάνω από τη φυσική συχνότητα του συστήματος μάζας-ελατηρίου) και η σχετική κίνηση μεταξύ του δονούμενου περιβλήματος και της σχετικά ακίνητης μάζας μετριέται και μετατρέπεται σε ηλεκτρικό σήμα που αντιπροσωπεύει τη δόνηση.
Ο όρος “σεισμικός” προέρχεται από τη μέτρηση σεισμών (σεισμόμετρα) όπου χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά αυτή η αρχή—μια αιωρούμενη μάζα παραμένει σχετικά ακίνητη ενώ το έδαφος κινείται από κάτω της. Στην παρακολούθηση μηχανημάτων, τόσο μετατροπείς ταχύτητας και επιταχυνσιόμετρα είναι σεισμικοί μετατροπείς, αν και ο όρος συνδέεται συχνότερα με μετρήσεις ταχύτητας.
Αρχή Λειτουργίας
Σύστημα αποσβεστήρα ελατηρίου μάζας
- Σεισμική Μάζα: Αναρτημένο μέσα στο περίβλημα του αισθητήρα
- Ανοιξη: Μηχανικά ελατήρια ή κάμψεις που υποστηρίζουν τη μάζα
- Απόσβεση: Απόσβεση αέρα, μαγνητική ή ρευστή
- Μεταγωγή: Σχετική κίνηση που μετατρέπεται σε ηλεκτρικό σήμα
Περιοχές απόκρισης συχνότητας
- Κάτω από τη φυσική συχνότητα: Μαζική μετακόμιση και μετακόμιση κατοικιών μαζί (χαμηλή ανταπόκριση)
- Σε φυσική συχνότητα: Συντονισμός (ενισχυμένος αλλά παραμορφωμένος)
- Πάνω από τη φυσική συχνότητα: Η μάζα είναι ακίνητη, το περίβλημα δονείται (καλή περιοχή μέτρησης)
- Χρήσιμο εύρος: Συνήθως > 2× φυσική συχνότητα
Τύποι σεισμικών μετατροπέων
Μετατροπείς Ταχύτητας (Κινούμενο Πηνίο)
- Μαγνήτης που αιωρείται από ελατήρια μέσα στο πηνίο
- Η σχετική ταχύτητα παράγει τάση (ηλεκτρομαγνητική επαγωγή)
- Φυσική συχνότητα συνήθως 8-15 Hz
- Χρησιμοποιήσιμο πάνω από 16-30 Hz
- Μετράει άμεσα την ταχύτητα
Επιταχυνσιόμετρα
- ΠιεζοηλεκτρικόΠιεζοηλεκτρικός κρύσταλλος ανιχνεύει τη δύναμη της μάζας
- MEMS: Χωρητική ή πιεζοηλεκτρική ανίχνευση
- Υψηλότερη φυσική συχνότητα (10-30 kHz)
- Χρησιμοποιήσιμο από ~1 Hz και πάνω
- Μετρά την επιτάχυνση
Σεισμικοί έναντι μη σεισμικών αισθητήρων
Σεισμικοί Αισθητήρες (Αδρανειακή Αναφορά)
- Επιταχυνσιόμετρα, μετατροπείς ταχύτητας
- Μέτρηση απόλυτης κίνησης
- Τοποθετημένο σε δονούμενη δομή
- Η εσωτερική μάζα παρέχει αναφορά
- Το πιο συνηθισμένο για την παρακολούθηση μηχανημάτων
Μη σεισμικοί αισθητήρες (εξωτερική αναφορά)
- Αισθητήρες εγγύτητας (δινορρεύματα)
- Μέτρηση σχετικής κίνησης μεταξύ δύο επιφανειών
- Απαιτείται σταθερό σημείο στήριξης
- Μετρήστε την κίνηση του άξονα σε σχέση με το ρουλεμάν
- Χρησιμοποιείται για τη μέτρηση των κραδασμών του άξονα
Πλεονεκτήματα του Αντισεισμικού Σχεδιασμού
Αυτοτελής αναφορά
- Δεν απαιτείται εξωτερική αναφορά
- Μπορεί να τοποθετηθεί οπουδήποτε σε δονούμενη δομή
- Μετράει την απόλυτη κίνηση σε αδρανειακό χώρο
Ευστροφία
- Μονός τύπος αισθητήρα για πολλές εφαρμογές
- Προσωρινή ή μόνιμη εγκατάσταση
- Φορητό μεταξύ μηχανών
Περιορισμοί
Περιορισμοί απόκρισης συχνότητας
- Δεν είναι δυνατή η αξιόπιστη μέτρηση κάτω από ~2× φυσική συχνότητα
- Μετατροπείς ταχύτητας χαμηλής ποιότητας κάτω από 15-20 Hz
- Αντιστάθμιση: χαμηλή φυσική συχνότητα (καλή απόκριση χαμηλής συχνότητας) έναντι μεγάλου μεγέθους
Μέτρα Στέγασης
- Μετράει το περίβλημα του ρουλεμάν, όχι απευθείας τον άξονα
- Κραδασμοί περιβλήματος ≠ κραδασμοί άξονα (επηρεάζονται από την ακαμψία του ρουλεμάν, τη δομή)
- Για άμεση κίνηση του άξονα, χρειάζονται αισθητήρες εγγύτητας
Εφαρμογές
Παρακολούθηση κατάστασης μηχανημάτων
- Μετρήσεις περιβλήματος ρουλεμάν
- Συνολική τάση κραδασμών
- Ελάττωμα ρουλεμάν ανίχνευση
- Γενική διάγνωση μηχανημάτων
Δομική δόνηση
- Δονήσεις κτιρίων και θεμελίων
- Σεισμική παρακολούθηση (σεισμοί)
- Δονήσεις εδάφους από μηχανήματα
Τροπική Ανάλυση
- Μέτρηση της δομικής απόκρισης στις επιπτώσεις
- Προσδιορίστε τις φυσικές συχνότητες και τα σχήματα των τρόπων λειτουργίας
- Μετρήσεις συνάρτησης μεταφοράς
Οι σεισμικοί μετατροπείς, χρησιμοποιώντας εσωτερικές μάζες ως αδρανειακές αναφορές, αποτελούν τη βάση της μέτρησης κραδασμών στην παρακολούθηση περιστρεφόμενων μηχανημάτων. Η κατανόηση της σεισμικής αρχής - πώς οι αιωρούμενες μάζες επιτρέπουν τη μέτρηση της απόλυτης κίνησης - εξηγεί τόσο τις δυνατότητες όσο και τους περιορισμούς των επιταχυνσιόμετρων και των μετατροπέων ταχύτητας, των κινητήριων δυνάμεων των βιομηχανικών προγραμμάτων ανάλυσης κραδασμών.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 