درک مبدل‌های لرزه‌ای
تعریف: مبدل لرزه‌ای چیست؟
مبدل لرزه‌ای (که به آن حسگر لرزه‌ای یا مبدل اینرسی نیز گفته می‌شود) یک لرزش حسگری که از یک جرم لرزه‌ای داخلی (جرم اثبات) که توسط فنرها یا سایر عناصر سازگار معلق است، به عنوان مرجع اینرسی برای اندازه‌گیری حرکت مطلق پایه حسگر استفاده می‌کند. هنگامی که محفظه حسگر می‌لرزد، جرم اینرسی تمایل دارد در فضا ثابت بماند (بالاتر از فرکانس طبیعی سیستم جرم-فنر) و حرکت نسبی بین محفظه مرتعش و جرم نسبتاً ثابت اندازه‌گیری و به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می‌شود که نشان‌دهنده ارتعاش است.
اصطلاح “لرزه‌ای” از اندازه‌گیری زلزله (لرزه‌سنج‌ها) گرفته شده است که این اصل برای اولین بار در آن مورد استفاده قرار گرفت - یک جرم معلق نسبتاً ثابت می‌ماند در حالی که زمین زیر آن حرکت می‌کند. در پایش ماشین‌آلات، هر دو مبدل‌های سرعت and accelerometers مبدل‌های لرزه‌ای هستند، اگرچه این اصطلاح بیشتر با افزایش سرعت مرتبط است.
اصل عملیاتی
سیستم جرم-فنر-میراگر
- جرم لرزه‌ای: محفظه حسگر داخلی معلق
- بهار: فنرهای مکانیکی یا خمش‌هایی که جرم را نگه می‌دارند
- میرایی: میرایی هوایی، مغناطیسی یا سیالی
- انتقال: حرکت نسبی تبدیل شده به سیگنال الکتریکی
نواحی پاسخ فرکانسی
- فرکانس طبیعی پایین‌تر: انبوه‌سازی و مسکن‌سازی با هم حرکت می‌کنند (پاسخ ضعیف)
- در فرکانس طبیعی: رزونانس (تقویت شده اما دارای اعوجاج)
- فرکانس بالاتر از فرکانس طبیعی: جرم ثابت، محفظه ارتعاش می‌کند (ناحیه اندازه‌گیری خوب)
- محدوده قابل استفاده: معمولاً > ۲× فرکانس طبیعی
انواع مبدل‌های لرزه‌ای
مبدل‌های سرعت (سیم‌پیچ متحرک)
- آهنربایی که توسط فنرهایی درون سیم‌پیچ معلق است
- سرعت نسبی ولتاژ تولید می‌کند (القای الکترومغناطیسی)
- فرکانس طبیعی معمولاً ۸-۱۵ هرتز
- قابل استفاده در فرکانس‌های بالاتر از ۱۶ تا ۳۰ هرتز
- اندازه‌گیری مستقیم سرعت
شتاب‌سنج‌ها
- پیزوالکتریککریستال پیزو نیروی جرم را حس می‌کند
- MEMS: حسگر خازنی یا پیزومقاومتی
- فرکانس طبیعی بالاتر (۱۰-۳۰ کیلوهرتز)
- قابل استفاده از حدود ۱ هرتز به بالا
- شتاب را اندازه‌گیری می‌کند
حسگرهای لرزه‌ای در مقابل حسگرهای غیرلرزه‌ای
حسگرهای لرزه‌ای (مرجع اینرسی)
- شتاب‌سنج‌ها، مبدل‌های سرعت
- اندازه‌گیری حرکت مطلق
- نصب شده بر روی سازه ارتعاشی
- جرم داخلی مرجع را فراهم می‌کند
- رایج‌ترین مورد برای نظارت بر ماشین‌آلات
حسگرهای غیر لرزه‌ای (مرجع خارجی)
- پروب‌های مجاورتی (جریان گردابی)
- اندازه‌گیری حرکت نسبی بین دو سطح
- نیاز به نقطه نصب ثابت
- اندازه‌گیری حرکت شفت نسبت به یاتاقان
- برای اندازه‌گیری ارتعاش شفت استفاده می‌شود
مزایای طراحی لرزه‌ای
مرجع مستقل
- نیازی به مرجع خارجی نیست
- می‌تواند در هر جایی روی سازه ارتعاشی نصب شود
- حرکت مطلق را در فضای لخت اندازه‌گیری می‌کند
تطبیق پذیری
- نوع حسگر تکی برای کاربردهای متعدد
- نصب موقت یا دائمی
- قابل حمل بین دستگاه‌ها
محدودیت‌ها
محدودیت‌های پاسخ فرکانسی
- نمی‌توان فرکانس طبیعی کمتر از ~2× را به طور قابل اعتمادی اندازه‌گیری کرد
- مبدل‌های سرعت در فرکانس‌های زیر ۱۵-۲۰ هرتز ضعیف هستند
- بده‌بستان: فرکانس طبیعی پایین (پاسخ فرکانس پایین خوب) در مقابل اندازه بزرگ
اقدامات مربوط به مسکن
- محفظه یاتاقان را اندازه‌گیری می‌کند، نه مستقیماً شفت را
- ارتعاش محفظه ≠ ارتعاش شفت (تحت تأثیر سختی یاتاقان و ساختار)
- برای حرکت مستقیم شفت، به پروب‌های مجاورتی نیاز است
کاربردها
پایش وضعیت ماشین‌آلات
- اندازه‌گیری‌های محفظه یاتاقان
- روند کلی ارتعاش
- نقص بلبرینگ تشخیص
- عیب‌یابی عمومی ماشین‌آلات
ارتعاشات سازه‌ای
- لرزش ساختمان و فونداسیون
- پایش لرزه‌ای (زلزله)
- لرزش زمین ناشی از ماشین آلات
آنالیز مودال
- اندازه‌گیری پاسخ سازه به ضربه‌ها
- تعیین فرکانس‌های طبیعی و شکل مدها
- اندازه‌گیری‌های تابع انتقال
مبدل‌های لرزه‌ای، با استفاده از جرم‌های داخلی به عنوان مرجع‌های اینرسی، اساس اندازه‌گیری ارتعاش در پایش ماشین‌آلات دوار را تشکیل می‌دهند. درک اصل لرزه‌ای - اینکه چگونه جرم‌های معلق اندازه‌گیری حرکت مطلق را امکان‌پذیر می‌کنند - قابلیت‌ها و محدودیت‌های شتاب‌سنج‌ها و مبدل‌های سرعت، که نیروی محرکه برنامه‌های تحلیل ارتعاش صنعتی هستند، را توضیح می‌دهد.
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 