Vibratsiooni mõõtmise ristkaja (risttelgede tundlikkuse) mõistmine
Ristkõne - ametlikumalt risttelje tundlikkus või põikitundlikkus — on sellega kaasnev mõõtmisviga vibratsioonimuundurid, ja eriti kiirendusmõõturid. See on anduri omadus tekitada väljundsignaal vastusena vibratsioonile, mis on risti selle ettenähtud mõõteteljega. Ideaaljuhul reageeriks vertikaalset liikumist mõõtma mõeldud kiirendusandur ainult keskenduda vertikaalsele liikumisele ja jätta tähelepanuta kõik horisontaalne või teljeline. Tegelikkuses põhjustavad anduri mikroskoopilised asümmeetriad selle väikese, kuid nullist erineva reaktsiooni nendele „teljest kõrvalekalduvatele“ sisenditele – ja see soovimatu väljund ongi ristkõne.
1. Mõiste: Mis on ristkõne?
Igal praktikas kasutataval kiirendusmõõturil on üks nimitundlik telg, mille suhtes see on kalibreeritud. Risttelje tundlikkus kirjeldab, kui tugevalt reageerib sama andur liikumisele, mis on selle teljega risti. See ebatäpsus tuleneb väikestest nihketest seismilise massi, piesoelektrilise kristalli ja kinnitusaluse vahel – vt piesoelektriline kiirendusmõõtur selle aluseks oleva mehhanismi puhul. Kuna viga on sisse ehitatud andurisse, ei ole seda võimalik kohapeal korrigeerida; seda saab vaid määratleda, tootmisel minimeerida ja hallata heade mõõtmistavade abil.
Tasub eristada ristkõnet elektrilistest kanalitevahelistest häiretest. Siinkohal tähendab see mõiste mehaaniline ühe anduri sisemine risttelje reaktsioon, mitte signaali leke kaablite või analüsaatori sisendite vahel.
2. Miks on ristkõne probleem?
Ristinterferents moonutab vibratsioonianalüüsi andmeid ja võib otseselt põhjustada diagnostilisi vigu, kuna ühest suunast pärinev vibratsioon „lekib“ teise suuna mõõtmistulemustesse. Võtame näiteks masina, millel on väga tugev horisontaalne vibratsioon, kuid nõrk vertikaalne vibratsioon. Vertikaalselt paigaldatud kiirendusandur, millel on märkimisväärne risttelje tundlikkus, registreerib osa sellest tugevast horisontaalsest liikumisest ja lisab selle oma väljundile. Seetõttu näitab näidik suuremat vertikaalset amplituud kui tegelikult on – ning analüütik võib otsida vertikaalsuunalist viga, mida tegelikult ei ole.
See muutub eriti probleemseks, kui:
- Esinemine modaalne analüüs või Töötava läbipainde kuju (ODS) analüüs, kus masina liikumise õigeks modelleerimiseks on hädavajalikud täpsed mõõtmised kõigil kolmel teljel (X, Y, Z). Ebaõige telgedevaheline energia moonutab arvutatud võnkevorme.
- Rikete diagnoosimine keerulistes masinates, kus suunalisus on põhjuseni jõudmise võti – näiteks erinevat tüüpi joondusviga ehtsast tasakaalutus.
- Kõrge täpsusega tasakaalustamine — eriti tasakaalustusmasin, kus lennukite vahekauguse mõõtmise täpsus sõltub selgetest ja suunatäpsetest signaalidest.
3. Ristkõne kvantifitseerimine
Anduri tootja esitab risttelje tundlikkuse tavaliselt protsendina põhitelje suhtes tundlikkus. Hea tööstuslik kiirendusmõõtur võib näidata vähem kui 5%; täppislaboratoorsed seadmed toimivad märkimisväärselt paremini. 5% näitaja tähendab, et iga 1 g vibratsiooni kohta, mis mõjub risti peateljega, annab andur välja signaali, mis vastab vähem kui 0,05 g-le peasuunas.
The kokku Tegelikult esinev ristkõnevea suurus sõltub kahe teguri koosmõjust:
- Anduri enda loomupärane ristitelje tundlikkus.
- Ristvibratsiooni amplituudi suhe peatelje suunas mõõdetava amplituudi suhtes.
Teist tegurit on kerge alahinnata. Isegi andur, mille risttelje tundlikkus on madal, võib tekitada märkimisväärse vea, kui telje suunast kõrvalekalduv vibratsioon on palju tugevam kui uuritav signaal.
Näide: andur, mille risttelje tundlikkus on 4% ja mis on paigaldatud mõõtma vertikaalset kiirust 1,0 mm/s, kui horisontaalselt on kiirus 10 mm/s, võib registreerida umbes 0,04 × 10 = 0,4 mm/s võltssignaali – see tähendab 40% viga mõõdetavas suuruses.
Parimad ja halvimad vead sõltuvad ka domineeriva ristliikumise nurgaasendist, kuna risttelje tundlikkus ise varieerub sõltuvalt suunast anduri ümber.
4. Ristkõne mõju minimeerimine
- Kasutage kvaliteetseid andureid: Kõige otsesem kaitse on täppisvalmistatud kiirendusandur, millel on madal määratud risttelje tundlikkus. A nihekiiruse kiirendusmõõtur pakub tavaliselt paremat ristisuunalist summutust kui kompressioonkonstruktsioon.
- Paigalda see õigesti: Kehv paigaldus suurendab ristkõnet. Andur peab asetsema tasaselt ja risti pinnaga, nii et selle peatelg oleks täielikult suunatud ettenähtud suunas; kaldu asetatud andur muudab tegelikult oma telgede suunda. Jälgi ISO 5348 mehaaniliseks paigaldamiseks.
- Kasutage kolmeteljelisi kiirendusmõõtureid: Kui on vaja täpseid mitme telje andmeid, on kolmeteljelise anduri – kolm ortogonaalset andurit ühes plokis, mis on tehases kalibreeritud telgedevahelise ülekande minimeerimiseks – kasutamine sageli parem valik ning see välistab suuna määramise ebakindluse.
- Kontrollige kalibreerimistunnistust: Jälgitav kalibreerimissertifikaat näitab konkreetse seadme mõõdetud risttundlikkust, mitte ainult tüübikatsetuse maksimaalset väärtust.
Praktikas on lahenduseks tavaliselt korrektne paigaldamine. Kahekanaliline väliseade, nagu näiteks Balanset-1A sõltub sellest, et iga kiirendusmõõtur loeb oma tasandit täpselt; andur, mis on kinnitatud tihendi külge, annab suunatäpse 1× amplituud ja faas, samas kui kõverale, värvitud korpusele kinnitatud magnet tekitab nii ristkõnet kui ka suurenev resonants mõõtmistulemusi moonutama.
