ISO 5348: ارتعاش و شوک مکانیکی - نصب مکانیکی شتاب‌سنج‌ها

خلاصه

ISO 5348 یک استاندارد اساسی و بسیار کاربردی برای هر تحلیلگر ارتعاش است. این استاندارد به یک عامل حیاتی که مستقیماً بر کیفیت داده‌ها تأثیر می‌گذارد، می‌پردازد: چگونگی شتاب سنج به صورت فیزیکی به دستگاه متصل است. این استاندارد روش‌های مختلف نصب را مشخص می‌کند و نحوه تأثیر هر روش بر پاسخ فرکانسی اندازه‌گیری را شرح می‌دهد. پیروی از راهنمایی‌های استاندارد ISO 5348 برای دستیابی به داده‌های ارتعاش دقیق و تکرارپذیر، به ویژه هنگام اندازه‌گیری ارتعاشات فرکانس بالا، ضروری است.

فهرست مطالب (ساختار مفهومی)

این استاندارد به گونه‌ای ساختار یافته است که توصیه‌های واضح و کاربردی در مورد تکنیک‌های نصب ارائه دهد:

1. ۱. روش‌های نصب و اندازه‌گیری:

   این بخش اولیه هدف استاندارد را مشخص می‌کند: ارائه راهنمایی فنی و واضح در مورد روش‌های اتصال شتاب‌سنج‌ها به یک سطح ارتعاشی برای اطمینان از داده‌های دقیق. تز اصلی استاندارد در اینجا معرفی می‌شود: روش نصب بخش مهمی از سیستم اندازه‌گیری است و مستقیماً بالاترین فرکانسی را که می‌توان داده‌های قابل اعتمادی در آن جمع‌آوری کرد، تعیین می‌کند. یک تکنیک نصب ضعیف به عنوان یک فیلتر مکانیکی عمل می‌کند و ارتعاشات فرکانس بالا را قبل از اندازه‌گیری، تضعیف یا میرا می‌کند. سپس این بخش روش‌های نصب اولیه را که به تفصیل ارزیابی خواهند شد، معرفی می‌کند: نصب گل‌میخی، نصب چسبی و نصب مغناطیسی، که چارچوبی را برای بقیه سند ایجاد می‌کند.

2. ۲. نصب گل‌میخ:

   این روش به عنوان تکنیک بهینه و مرجع برای اتصال شتاب‌سنج ارائه می‌شود. این روش شامل ایجاد سوراخ در ساختار دستگاه، ضربه زدن به آن با رزوه و سپس پیچ کردن مستقیم گل‌میخ نصب شتاب‌سنج به داخل سوراخ است. استاندارد مشخص می‌کند که سطح نصب باید تمیز، صاف و هموار باشد و در صورت لزوم، یک سطح نقطه‌ای برای رسیدن به این هدف ماشینکاری شود. یک لایه نازک از گریس سیلیکون یا یک مایع اتصال مشابه باید روی پایه سنسور اعمال شود تا هرگونه حفره میکروسکوپی را پر کند، سطح تماس را به حداکثر برساند و انتقال انرژی فرکانس بالا را بهبود بخشد. این روش بالاترین سختی نصب ممکن را فراهم می‌کند که به نوبه خود منجر به بالاترین فرکانس رزونانس نصب شده می‌شود. این تضمین می‌کند که سنسور می‌تواند وسیع‌ترین محدوده فرکانس ممکن را بدون اینکه اندازه‌گیری آن توسط رزونانس خود نصب خراب شود، به طور دقیق اندازه‌گیری کند. این روش به عنوان معیاری برای سایر روش‌ها در نظر گرفته می‌شود و برای نصب‌های نظارت دائمی، آزمایش‌های تشخیصی فرکانس بالا (مانند یاتاقان‌ها و چرخ‌دنده‌ها) و برای کالیبراسیون سنسور ضروری است.

3. ۳. نصب چسبی:

   این بخش به تفصیل به استفاده از چسب‌ها به عنوان یک راه‌حل نصب نیمه‌دائمی می‌پردازد که اغلب زمانی استفاده می‌شود که سوراخ‌کاری در دستگاه عملی یا مجاز نباشد. استاندارد بین انواع مختلف چسب‌ها تمایز قائل می‌شود. برای بهترین نتیجه، یک چسب سخت و سفت مانند سیانواکریلات ("چسب فوق العاده") یا اپوکسی دو جزئی توصیه می‌شود. اصل کلیدی استفاده از حداقل مقدار چسب برای ایجاد یک خط اتصال بسیار نازک و سفت بین پایه سنسور و سطح دستگاه است. یک چسب ضخیم یا نرم (مانند لاستیک سیلیکونی) به عنوان یک میراگر عمل می‌کند و پاسخ فرکانس بالا را به شدت محدود می‌کند. هنگامی که به درستی روی یک سطح به درستی آماده شده انجام شود، یک پایه چسبی سفت و سخت می‌تواند به محدوده فرکانسی قابل استفاده‌ای تقریباً به اندازه یک پایه گل‌میخی دست یابد و آن را به جایگزینی مناسب برای بسیاری از کاربردهای تشخیصی تبدیل کند. این استاندارد همچنین استفاده از پایه‌های چسبی را پوشش می‌دهد که پدهای فلزی کوچکی هستند که به دستگاه چسبانده می‌شوند تا مکانی قابل تکرار برای اتصال یک سنسور گل‌میخی فراهم کنند.

4. ۴. نصب مغناطیسی:

   این فصل به بحث در مورد استفاده از پایه‌های مغناطیسی می‌پردازد که برای دستگاه‌های قابل حمل بسیار رایج هستند، جمع‌آوری داده‌ها مبتنی بر مسیر به دلیل راحتی آنها. با این حال، استاندارد تأکید می‌کند که این راحتی با هزینه قابل توجهی برای کیفیت داده‌ها همراه است. یک پایه مغناطیسی ذاتاً سفتی کمتری نسبت به پایه گل‌میخی یا چسبی دارد. علاوه بر این، آهنربا جرم قابل توجهی به شتاب‌سنج اضافه می‌کند. این ترکیب سفتی کمتر و جرم بالاتر، فرکانس رزونانس نصب شده سیستم حسگر را به طرز چشمگیری کاهش می‌دهد، که محدوده فرکانس بالای قابل استفاده اندازه‌گیری را به شدت محدود می‌کند. این استاندارد روشن می‌کند که داده‌های فرکانس بالا (معمولاً بالای 2000 هرتز) که با آهنربا جمع‌آوری می‌شوند، اغلب غیرقابل اعتماد هستند. این استاندارد راهنمایی عملی برای به حداکثر رساندن کیفیت یک پایه مغناطیسی ارائه می‌دهد: از یک آهنربای قوی "دو قطبی" استفاده کنید، مطمئن شوید که سطوح تماس کاملاً تمیز و صاف هستند و هنگام اتصال آهنربا به دستگاه، فشار محکمی اعمال کنید.

5. ۵. روش‌های دیگر (کاوشگرها):

   این بخش به استفاده از پروب‌های دستی، که اغلب «استینگر» نامیده می‌شوند، می‌پردازد که گاهی اوقات برای بررسی‌های سریع یا در مناطق صعب‌العبور استفاده می‌شوند. استاندارد به شدت این روش را برای هرگونه کار تشخیصی جدی منع می‌کند. بدن انسان یک فیلتر و میراگر پایین‌گذر بسیار مؤثر است و نگه داشتن پروب با فشار ثابت یا در زاویه کاملاً عمود غیرممکن است. در نتیجه، این روش بسیار تکرارناپذیر نشان داده شده است و پاسخ فرکانسی آن به شدت محدود است، اغلب به کمتر از ۱۰۰۰ هرتز. در حالی که یک پروب ممکن است بتواند وجود یک ارتعاش بسیار بزرگ و با فرکانس پایین (مانند عدم تعادل شدید) را تأیید کند، برای تجزیه و تحلیل روند قابل اعتماد یا برای تشخیص عیوب فرکانس بالا مانند نقص یاتاقان و چرخ دنده کاملاً نامناسب است.

6. ۶. آماده‌سازی سطح و کابل‌کشی:

   این بخش پایانی، صرف نظر از روش نصب مورد استفاده، توصیه‌های حیاتی و عملی برای اطمینان از کیفیت داده‌ها ارائه می‌دهد. این بخش تأکید می‌کند که سطح نصب باید به درستی آماده شود. این شامل اطمینان از صاف و هموار بودن سطح تا حد امکان و پاک کردن هرگونه رنگ، زنگ یا آلودگی برای اطمینان از تماس مستقیم فلز با فلز (یا فلز با چسب با فلز) است. برای نصب گل‌میخ، در صورتی که سطح کاملاً صاف نباشد، نیاز به ماشینکاری یک سطح نقطه‌ای مشخص می‌شود. این استاندارد همچنین راهنمایی‌های مهمی در مورد کابل‌کشی سنسور ارائه می‌دهد. توصیه می‌کند که کابل به طور محکم به سازه در فاصله کمی از سنسور بسته شود. این امر باعث کاهش فشار برای کانکتور می‌شود و مهمتر از آن، از حرکت کابل جلوگیری می‌کند. اگر به کابل اجازه داده شود در حین اندازه‌گیری به اطراف حرکت کند، می‌تواند به دلیل اثر تریبوالکتریک، یک سیگنال الکتریکی با فرکانس پایین تولید کند که می‌تواند سیگنال ارتعاش واقعی را آلوده کرده و منجر به داده‌های اشتباه شود.

مفاهیم کلیدی

• پاسخ فرکانسی کلیدی است: موضوع اصلی این استاندارد این است که روش نصب به عنوان یک فیلتر مکانیکی عمل می‌کند. یک نصب ضعیف (مانند آهنربا) جرم را افزایش و سختی را کاهش می‌دهد و یک فیلتر پایین‌گذر ایجاد می‌کند که ارتعاش فرکانس بالا را قبل از اینکه حتی بتواند به حسگر برسد، قطع می‌کند.
• سفتی از همه چیز مهم‌تر است: برای انتقال دقیق ارتعاشات با فرکانس بالا، اتصال بین سنسور و دستگاه باید تا حد امکان سفت و سبک باشد. به همین دلیل است که نصب مستقیم با گل‌میخ نسبت به سایر روش‌ها برتری دارد.
• بده بستان بین راحتی و دقت: استاندارد به روشنی بیان می‌کند که یک بده بستان مستقیم وجود دارد. پایه‌های مغناطیسی برای جمع‌آوری داده‌های مبتنی بر مسیر مناسب هستند، اما تحلیلگر باید بپذیرد که محدوده فرکانس قابل استفاده به خطر می‌افتد. برای تجزیه و تحلیل یاتاقان یا چرخ دنده با فرکانس بالا، پایه گل‌میخی یا چسبی به شدت ترجیح داده می‌شود.
• تکرارپذیری: پیروی از دستورالعمل‌های استاندارد، مانند استفاده از پدهای نصب برای قرارگیری تکرارپذیر حسگر، برای تحلیل روند خوب بسیار مهم است، زیرا تضمین می‌کند که تغییرات در داده‌ها به دلیل وضعیت دستگاه است، نه تغییرات در تکنیک اندازه‌گیری.

← بازگشت به فهرست اصلی