IEPE kiirendusmõõturite mõistmine
Definitsioon: Mis on IEPE kiirendusmõõtur?
IEPE kiirendusmõõtur (Integreeritud elektroonika piesoelektriline, tuntud ka kui ICP®, pingerežiim või konstantse voolu kiirendusmõõtur) on piesoelektriline kiirendusmõõtur sisseehitatud signaali töötlemise elektroonikaga, mida toidab konstantne vool (tavaliselt 2–20 mA), mis antakse läbi sama kahejuhtmelise kaabli, mis kannab väljundsignaali. Sisemine elektroonika muundab piesoelektrilise kristalli suure impedantsiga laengu madala impedantsiga väljundpingeks, välistades vajaduse välise toiteallika järele. laenguvõimendid ja võimaldades lihtsate ja odavate koaksiaalkaablite kasutamist pikkade vahemaade tagant.
IEPE kiirendusmõõturitest on saanud tööstusstandard vibratsioon jälgimine, mida kasutatakse enam kui 90% rakendustes tänu oma lihtsusele, töökindlusele ja kulutõhususele. Need on seisundi jälgimiseks eelistatud andurid, tasakaalustamine, ja tõrkeotsingut enamikus tööstuskeskkondades.
Tööpõhimõte
Sisemine konstruktsioon
- Piesoelektriline element: Tekitab laengu, mis on proportsionaalne kiirendus
- Sisseehitatud võimendi: FET- või IC-võimendi anduri korpuses
- Takistuse teisendamine: Teisendab suure takistusega laengu (pC) madala takistusega pingeks (mV)
- Üksikkaabel: Kahejuhtmeline kaabel nii toite kui ka signaali jaoks
Toite- ja signaalitee
- Instrument annab konstantset voolu (tavaliselt 4 mA)
- Sisemise elektroonika toitevool
- Vibratsioon moduleerib pinget samal kaablil
- Vahelduvvooluga ühendatud väljund (vibratsioonisignaal) töötab alalisvoolu eelpingel
- Instrument eraldab alalisvoolu vahelduvvoolu signaalist
Peamised eelised
Lihtsus
- Välist võimendit pole vaja
- Lihtne kahejuhtmeline ühendus
- Standardne koaksiaalkaabel (odav)
- Lihtne paigaldamine ja seadistamine
Pikk kaabelvõimalus
- Madala takistusega väljund juhib pikki kaableid
- Kaabli pikkus kuni 300 m (1000 jalga) on praktiline
- Minimaalne signaali halvenemine
- Erilisi kaablinõudeid pole
Mürakindlus
- Madala impedantsiga, vähem vastuvõtlik elektrilistele häiretele
- Parem EMI/RFI tõrje kui laadimisrežiimis
- Sobib elektriliselt mürarikastesse keskkondadesse
Kulutõhusus
- Kõrvaldab kallid laadimisvõimendid
- Vähendab süsteemi kulusid
- Madalamad paigalduskulud
- Tööstusstandardile vastavad andurid on laialdaselt saadaval
Spetsifikatsioonid ja jõudlus
Tüüpilised spetsifikatsioonid
- Tundlikkus: 10–100 mV/g tavaline (100 mV/g standard)
- Sagedusvahemik: 0,5 Hz – 10 kHz (madala sageduse piirväärtus vahelduvvoolu sidestusest)
- Mõõtmisvahemik: ±50 g kuni ±500 g tüüpiliselt
- Temperatuurivahemik: Standardtemperatuur -50°C kuni +120°C; kõrge temperatuuriga versioonid kuni +175°C
- Vajalik võimsus: 18–30 V alalisvool, 2–20 mA konstantne vool
Toimivusomadused
- Suurepärane lineaarsus (tavaliselt < 1% viga)
- Madala müratasemega põrand
- Hea sageduskarakteristiku tasasus
- Stabiilne kalibreerimine aja jooksul
Piirangud
Madala sagedusega vastus
- Vahelduvvooluga ühendatud väljund (kondensaatorplokid alalisvoolu jaoks)
- Madala sageduse piirväärtus tavaliselt 0,5–2 Hz (–3 dB punkt)
- Tegelikku alalisvoolu ega väga aeglaseid muutusi ei saa mõõta
- Piisav enamiku masinate jaoks (>300 p/min), kuid piiratud väga madalate kiiruste korral
Temperatuuripiirangud
- Standardne IEPE on piiratud ~120°C-ga
- Kõrge temperatuuriga versioonid kuni 175 °C, aga kallimad
- Üle piiride elektroonika lakkab töötamast
- Alternatiiv: laadimisrežiimis kiirendusmõõturid väga kõrge temperatuuri (>200 °C) jaoks
Maandussilmuse tundlikkus
- Ühise režiimi tõrjutus mõõdukas
- Võib mõjutada maapinna potentsiaalide erinevused
- Nõuetekohane maandus ja isolatsioon on olulised
- Tavaliselt pole korraliku paigaldamisega probleeme
Rakendused
Seisundi jälgimine
- Marsruudipõhine andmete kogumine andmekogujatega
- Püsivad online-seiresüsteemid
- Ajutine jälgimine tõrkeotsingu jaoks
- Kõige levinum tööstuslik vibratsiooniandur
Tasakaalustamine
- Välja tasakaalustamise mõõtmised
- Töökoja tasakaalustusmasinad
- Amplituudi ja faasi mõõtmine
Vastuvõtutestimine
- Uute seadmete kasutuselevõtt
- Remondijärgne kontroll
- Lepinguline vibratsiooni kontrollimine
IEPE vs. muud kiirendusmõõturi tüübid
IEPE vs. laadimisrežiim
- IEPE: Sisseehitatud elektroonika, lihtne kaabel, madalam hind, piiratud temperatuur
- Laadimisrežiim: Elektroonika puudub, vajab laadimisvõimendit, võimalikud on äärmuslikud temperatuurid
- Kasutage IEPE-d: 95% tööstuslikes rakendustes
- Kasutustasu: Äärmuslikud temperatuurid (>175 °C), tuumakeskkond, erirakendused
IEPE vs. MEMS
- IEPE: Piesoelektriline kristall, suurem jõudlus, tööstusstandard
- MEMS-id: Mikrotöödeldud räni, madalamad kulud, integreeritud süsteemid
- IEPE eelised: Parem tundlikkus, laiem ribalaius, tõestatud töökindlus
- MEMS-i eelised: Madalam hind, väiksem suurus, alalisvoolu reageerimisvõime
Paigaldamise parimad tavad
Paigaldusmeetodid
- Naastukinnitus: Parim jõudlus, kõrgeim sagedus (kuni 10+ kHz)
- Liim: Hea jõudlus, poolpüsiv (kuni 7-8 kHz)
- Magnetiline: Mugav, vastuvõetav rutiinseks jälgimiseks (kuni 2–3 kHz)
- Käeshoitav: Ainult kiire skriining, piiratud täpsus ja sagedusvahemik
Kaabli kaalutlused
- Kasutage kvaliteetset koaksiaalkaablit
- Vältige kaabli kahjustamist (purunemist, teravaid painutusi)
- Kinnitage kaabel vibratsiooni vältimiseks
- Hoidke kaablid kõrgepingeallikatest eemal
- Kontrollige järjepidevust ja isolatsiooni
Toiteallika kontrollimine
- Veenduge, et instrument annaks õiget konstantset voolu (tüüpiliselt 2–20 mA)
- Kontrollige eelpinget (tavaliselt 8–12 V alalisvoolu)
- Tagage piisav toitepinge (18–30 V alalisvool)
- Testi instrumendi toimivuse kontrollimiseks teadaolevalt hea anduriga
IEPE kiirendusmõõturid esindavad tööstusliku vibratsiooni jälgimise optimaalset tasakaalu jõudluse, lihtsuse ja hinna vahel. Nende integreeritud elektroonika, lihtne ühenduvus ja tugev jõudlus on teinud neist ülekaaluka valiku seisundi jälgimise, tasakaalustamise ja tõrkeotsingu rakenduste jaoks kõigis tööstusharudes, asendades vanemaid laadimisrežiimi ja pinge väljundtehnoloogiaid enamikus standardrakendustes.