Κατανόηση του τριβοηλεκτρικού θορύβου

Ορισμός: Τι είναι ο τριβοηλεκτρικός θόρυβος;

Τριβοηλεκτρικός θόρυβος είναι μια μορφή ηλεκτρικής παρεμβολής που μπορεί να μολύνει τα σήματα δόνησης, ιδιαίτερα εκείνα από πιεζοηλεκτρικά επιταχυνσιόμετραΠρόκειται για ένα σήμα θορύβου χαμηλής συχνότητας που παράγεται όταν το ίδιο το καλώδιο του αισθητήρα υποβάλλεται σε μηχανική κίνηση, όπως κάμψη, κάμψη ή κρούση. Αυτός ο θόρυβος δεν σχετίζεται με την πραγματική δόνηση του μηχανήματος που μετράται και επομένως μπορεί να οδηγήσει σε σημαντικά σφάλματα μέτρησης εάν δεν ελεγχθεί σωστά.

Η Αιτία: Το Τριβοηλεκτρικό Φαινόμενο

Ο θόρυβος παράγεται από το τριβοηλεκτρικό φαινόμενο, ένα φαινόμενο όπου δημιουργείται στατικό φορτίο όταν δύο διαφορετικά υλικά έρχονται σε επαφή και στη συνέχεια διαχωρίζονται. Ένα τυπικό ομοαξονικό καλώδιο επιταχυνσιόμετρου αποτελείται από έναν κεντρικό αγωγό, ένα διηλεκτρικό (μονωτικό) στρώμα και μια εξωτερική θωράκιση.

Όταν το καλώδιο κάμπτεται, το διηλεκτρικό και η εξωτερική θωράκιση τρίβονται μεταξύ τους, δημιουργώντας μια μικρή ποσότητα στατικού φορτίου. Αυτό το φορτίο δημιουργεί μια τάση που λαμβάνεται από τον εξαιρετικά ευαίσθητο ενισχυτή που είναι συνδεδεμένος στον πιεζοηλεκτρικό αισθητήρα. Το αποτέλεσμα είναι ένα «βουητό» χαμηλής συχνότητας ή μια ψευδής αιχμή τάσης στο σήμα δόνησης που δεν έχει καμία σχέση με τη δόνηση της μηχανής.

Χαρακτηριστικά του Τριβοηλεκτρικού Θορύβου

• Χαμηλή συχνότητα: Ο θόρυβος είναι κυρίως ένα φαινόμενο χαμηλής συχνότητας, που εμφανίζεται συνήθως κάτω από τα 10 Hz.
• Ψεύτικες αιχμές: Συχνά εμφανίζεται ως τυχαίες αιχμές υψηλού πλάτους στο κυματομορφή χρόνου.
• Φάσμα «Πίστας Σκι»: Σε ένα Φάσμα FFT, μπορεί να συμβάλει σε ένα φαινόμενο «πίστας σκι», όπου το επίπεδο θορύβου είναι πολύ υψηλό στο άκρο χαμηλών συχνοτήτων του φάσματος και στη συνέχεια μειώνεται.
• Μη επαναλήψιμο: Ο θόρυβος δεν είναι συγχρονισμένος με την περιστροφή της μηχανής και δεν επαναλαμβάνεται μεταξύ των μετρήσεων.

Γιατί αποτελεί πρόβλημα;

Ο τριβοηλεκτρικός θόρυβος μπορεί να καλύψει τα πραγματικά σήματα δόνησης χαμηλής συχνότητας από ένα μηχάνημα. Αυτό αποτελεί σημαντικό πρόβλημα κατά την ανάλυση μηχανημάτων χαμηλής ταχύτητας, όπου σημαντικές διαγνωστικές πληροφορίες (όπως η ανισορροπία και η κακή ευθυγράμμιση στις 1X RPM) βρίσκονται σε αυτές τις χαμηλές συχνότητες. Ο θόρυβος μπορεί είτε να κρύψει αυτά τα πραγματικά σήματα είτε να τα εκλάβει εσφαλμένα, οδηγώντας σε λανθασμένη διάγνωση.

Πώς να αποτρέψετε τον τριβοηλεκτρικό θόρυβο

Η πρόληψη του τριβοηλεκτρικού θορύβου επιτυγχάνεται μέσω της σωστής επιλογής καλωδίων και τεχνικών εγκατάστασης:

1. Χρησιμοποιήστε καλώδιο υψηλής ποιότητας και χαμηλού θορύβου: Οι αξιόπιστοι κατασκευαστές αισθητήρων προσφέρουν καλώδια «χαμηλού θορύβου». Αυτά τα καλώδια έχουν ένα ειδικό αγώγιμο στρώμα γραφίτη που εφαρμόζεται μεταξύ του διηλεκτρικού και της εξωτερικής θωράκισης. Αυτό το στρώμα λειτουργεί ως αποστράγγιση, αποτρέποντας τη συσσώρευση στατικού φορτίου και μειώνοντας δραματικά το τριβοηλεκτρικό φαινόμενο.
2. Ασφαλίστε το καλώδιο: Αυτό είναι το πιο σημαντικό πρακτικό βήμα. Το καλώδιο πρέπει να είναι σταθερά δεμένο ή κολλημένο στην επιφάνεια του μηχανήματος όσο το δυνατόν πιο κοντά στον αισθητήρα. Αυτό διασφαλίζει ότι το καλώδιο δονείται *μαζί* με το μηχάνημα αντί να κάμπτεται και να κινείται ανεξάρτητα. Οποιεσδήποτε χαλαρές θηλιές ή κρεμαστά τμήματα του καλωδίου αποτελούν κύριες πηγές θορύβου.
3. Αποφύγετε τις προσκρούσεις καλωδίων: Βεβαιωθείτε ότι το καλώδιο έχει τοποθετηθεί μακριά από πηγές κρούσης ή τριβής, όπως περιστρεφόμενους άξονες ή άλλα κινούμενα μέρη του μηχανήματος.
4. Σωστή γείωση: Αν και δεν σχετίζεται άμεσα με το τριβοηλεκτρικό φαινόμενο, η διασφάλιση της σωστής γείωσης του αισθητήρα και της καλωδίωσης σύμφωνα με τις οδηγίες του κατασκευαστή είναι απαραίτητη για την αποτροπή άλλων μορφών ηλεκτρικού θορύβου, όπως οι βρόχοι γείωσης.

Χρησιμοποιώντας τον σωστό τύπο καλωδίου και, το πιο σημαντικό, διασφαλίζοντας ότι είναι σωστά ασφαλισμένο, οι επιπτώσεις του τριβοηλεκτρικού θορύβου μπορούν σχεδόν να εξαλειφθούν πλήρως, οδηγώντας σε καθαρότερα και πιο αξιόπιστα δεδομένα κραδασμών χαμηλής συχνότητας.

← Επιστροφή στο Κύριο Ευρετήριο