Kiirusmuundurite mõistmine
Definitsioon: Mis on kiirusmuundur?
Kiiruseandur (nimetatakse ka velomeeter, seismiline andur või liikuva mähisega andur) on ise genereeriv vibratsioon andur, mis tekitab vibratsiooniga otseselt proportsionaalse väljundpinge kiirus ilma välist toiteallikat või signaali töötlemist vajamata. See töötab elektromagnetilise induktsiooni põhimõtetel – vedrudele riputatud magnet liigub vibratsiooni tekkimisel mähise suhtes, tekitades pinge, mis on proportsionaalne mähise ja magneti vahelise suhtelise kiirusega, mis võrdub vibratsioonikiirusega.
Kiirusandurid olid 1950.–1980. aastatel domineerivad vibratsiooniandurid ning neid kasutatakse siiani püsivates seireseadmetes ja mõnedes kaasaskantavates instrumentides. Need on aga suures osas asendatud kiirendusmõõturid uutes paigaldistes kiirendusmõõturite väiksema suuruse, laiema sagedusvahemiku ja laagridefektide tuvastamiseks vajaliku kõrgema sagedusvõime tõttu.
Tööpõhimõte
Elektromagnetiline induktsioon
- Püsimagnet, mida vedrud mähise sees riputavad
- Vibratsioon liigutab korpust ja mähist
- Magneti inerts hoiab seda suhteliselt paigal (resonantsist kõrgemal)
- Mähise ja magneti suhteline liikumine
- Liikumine indutseerib mähises pinge (Faraday seadus: V ∝ kiirus)
- Väljundpinge on otseselt proportsionaalne vibratsioonikiirusega
Ise genereeriv
- Välist toiteallikat pole vaja
- Passiivne transduktsioon
- Lihtne ühendus (kaks juhet)
- Oma olemuselt tõrkekindel (elektrikatkestuse probleeme ei esine)
Omadused
Sageduskarakteristik
- Madala sageduse piirang: Omavõnkesagedus (tavaliselt 8–15 Hz)
- Kasulik vahemik: Üle 2 × loomuliku sageduse (vähemalt 16–30 Hz)
- Kõrgsageduse piirang: Tavaliselt 1–2 kHz
- Lame vastus: Lai tasane ala kasutatavas vahemikus
- Parim: 10–1000 Hz (üldised masinavärgi sagedused)
Tundlikkus
- Tüüpiline: 10–500 mV tolli kohta sekundis (400–20 000 mV mm/s kohta)
- Sage: 100 mV/in/s või 4000 mV/mm/s
- Suurem tundlikkus madala vibratsiooniga rakenduste jaoks
- Madalam tundlikkus suure vibratsiooniga mõõtmiste jaoks
Suurus ja kaal
- Suhteliselt suur (50–100 mm pikk, 25–40 mm läbimõõt)
- Raske (tüüpiliselt 100–500 grammi)
- Palju suurem kui kiirendusmõõturid
- Mass võib mõjutada kergete konstruktsioonide mõõtmist
Eelised
Otsene kiiruse väljund
- Mõõdab vibratsioonikiirust otse (integreerimist pole vaja)
- Vastab ISO standardite spetsifikatsioonile (RMS kiirus)
- Lihtne signaalitöötlus
- Kiirusel põhineva analüüsi jaoks loomulik
Ise genereeriv
- Toidet pole vaja
- Lihtne kahejuhtmeline ühendus
- Ei saa voolukatkestuse tõttu rivist välja minna
- Madalamad süsteemikulud (toiteallikat pole vaja)
Hea madalsageduslik tundlikkus
- Kasutatav sagedusel 10–15 Hz (parem kui paljud kiirendusmõõturid)
- Sobib madala kiirusega masinatele (kuni ~600 p/min)
- Loomulik sagedusvahemikule vastavate rakenduste jaoks
Puudused
Piiratud kõrgsageduskarakteristik
- Tavaliselt piiratud maksimaalselt 1-2 kHz-ga
- Ei suuda tuvastada kõrgsageduslikke laagridefekte (5–20 kHz)
- Ebapiisav ümbriku analüüsiks
- Peamine piirang võrreldes kiirendusmõõturitega
Suurus ja kaal
- Suured ja rasked andurid
- Raske paigaldada väikestele masinatele
- Masskoormus mõjutab kergeid konstruktsioone
- Vähem kaasaskantav kui kiirendusmõõturid
Haprus
- Löögid võivad kahjustada sisemisi vedrusid ja liikuvat magnetit
- Tundlik väärkohtlemise suhtes
- Kukkumisel võib kahjustuda
- Rohkem hooldust kui tahkis-kiirendusmõõturitel
Temperatuuripiirangud
- Magneti tugevus väheneb temperatuuriga
- Tavaliselt piiratud 120 °C-ga
- Väiksem võimekus kui laadimisrežiimi kiirendusmõõturitel
Kus ikka veel kasutatakse
Pärandlikud püsipaigaldised
- Vanemad turbomootorite jälgimissüsteemid
- Olemasolevate paigaldiste mitterahaline asendamine
- Säilitab ühilduvuse olemasolevate süsteemidega
Madala sagedusega rakendused
- Väga madala kiirusega seadmed (< 300 p/min)
- Kui sagedusvahemik 10–1000 Hz on piisav
- Lihtne kiiruse jälgimine ilma kõrgete sageduste vajaduseta
Erinõuded
- Kus on vaja ise genereerivat eelist
- Sädemeohutuse nõuded (toite puudumine)
- Eelistatud on otsene kiiruse väljund
Paigaldus
Meetodid
- Naastude kinnitamine keermestatud aukudesse (kõige levinum)
- Klambriga kinnitamine adapterplaatidega
- Magnetiline kinnitus (kui pind on magnetiline ja andur pole liiga raske)
Kaalutlused
- Jäik kinnitus on hädavajalik (andur on raske)
- Kinnitage tihedalt, et vältida anduri vibratsiooni
- Veenduge, et kinnituspind oleks tasane ja puhas
- Kaabli tõmbetõkis tõmbamise vältimiseks
Kaasaegsed alternatiivid
Miks eelistatakse kiirendusmõõtureid
- Palju väiksem ja kergem
- Lai sagedusvahemik (0,5 Hz – 50 kHz)
- Parem laagrite defektide tuvastamiseks
- Vastupidavam
- Madalamad kulud
- Tööstuse trend kiirendusmõõturite suunas
Integratsioon kui alternatiiv
- Mõõda kiirendust, integreeri kiirusega
- Saavutab kiiruse mõõtmise kiirendusmõõturi eelistega
- Kaasaegsed vahendid muudavad integratsiooni läbipaistvaks
Kalibreerimine ja hooldus
Kalibreerimine
- Raputuslaua kalibreerimine
- Kontrollige tundlikkust (mV/in/s või mV/mm/s)
- Kontrollige sageduskarakteristikut
- Kriitiliste rakenduste tüüpiline iga-aastane kalibreerimine
Hooldus
- Käsitsege ettevaatlikult (vältige kukkumist ja lööke)
- Kontrollige kaabli seisukorda
- Kinnituse turvalisuse kontrollimine
- Testi väljundit perioodiliselt
- Vahetage välja, kui tundlikkus või reaktsioon muutub
Kiirusandurite kasutamine uutes paigaldistes väheneb, kuid need jäävad siiski olulisteks anduriteks olemasolevates püsiseiresüsteemides ja teatud madalsageduslikes rakendustes. Nende tööpõhimõtte, eeliste ja piirangute mõistmine on vajalik pärandsüsteemide hooldamiseks ja teadlike andurite valiku otsuste tegemiseks olukorras, kus kiirusandurid võivad endiselt olla optimaalne valik konkreetsete madalsageduslike, iseseisva toitega või ühilduvusnõuete jaoks.
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 