درک تله متری در اندازه گیری ارتعاش
تعریف: تله متری چیست؟
تلهمتری فناوری انتقال دادههای اندازهگیری از مکانهای دور یا غیرقابل دسترس - بهویژه از اجزای چرخان - به تجهیزات ثبت و تحلیل ثابت است. در زمینه ماشینآلات چرخان، تلهمتری امکان اندازهگیری روی شفتها، روتورها و تیغهها را فراهم میکند که در آنها اتصالات سیمی مستقیم به دلیل چرخش غیرممکن است. سیستمها شامل حسگرهای روی قطعات چرخان، قطعات الکترونیکی چرخان برای تنظیم و انتقال سیگنال، منابع تغذیه چرخان و گیرندههای ثابت برای ثبت دادههای منتقلشده هستند.
تلهمتری برای اندازهگیریهای تخصصی مانند کرنش شفت (تنش پیچشی)، ارتعاش پره با کرنشسنجها، دمای روتور و هر پارامتری که نیاز به حسگر نصب شده روی قطعه چرخان دارد، ضروری است. تلهمتری اگرچه پیچیده و گران است، اما قابلیتهای اندازهگیری منحصر به فردی را ارائه میدهد که از طریق حسگرهای ثابت در دسترس نیست.
انواع سیستمهای تلهمتری
۱. تلهمتری حلقه لغزشی
قدیمیترین و معتبرترین:
- اصل: حلقههای چرخان متصل به حسگرها، برسهای ثابت سیگنالها را دریافت میکنند
- کانالها: امکان استفاده از چندین کانال (معمولاً ۴-۶۴ کانال)
- پهنای باند: تبدیل DC به مگاهرتز (عالی)
- قابلیت اطمینان: فناوری اثباتشده
- محدودیتها: فرسودگی برسها، سر و صدای ناشی از تماس، محدودیتهای سرعت
- Applications: تحقیق، آزمایش توسعه، برخی نظارت بر تولید
۲. تلهمتری رادیویی FM/AM
- اصل: فرستنده چرخان سیگنالهای مدوله شده FM یا AM را پخش میکند
- کانالها: ۱-۱۶ کانال معمولی
- پهنای باند: DC تا 100 کیلوهرتز در هر کانال
- مزایا: بدون تماس، بدون سایش
- محدودیتها: مصرف برق بالا، کانالهای محدود، تداخل بالقوه
۳. تلهمتری بیسیم دیجیتال (مدرن)
- اصل: رمزگذاری دیجیتال، وایفای، بلوتوث یا پروتکلهای اختصاصی
- کانالها: بسیاری از کانالها مالتی پلکس شدهاند
- پهنای باند: بستگی به نرخ داده دارد
- مزایا: انعطافپذیر، قوی، تصحیح خطا
- قدرت: پایینتر از FM آنالوگ برای عملکرد معادل
- پرطرفدار: تبدیل شدن به استاندارد برای سیستمهای جدید
۴. تلهمتری نوری
- دادهها از طریق نور مدوله شده (IR یا مرئی) منتقل میشوند
- پتانسیل پهنای باند بالا
- مقاوم در برابر تداخل RF
- الزام خط دید
- کاربردهای تخصصی
کاربردها
اندازهگیری ارتعاش پیچشی
- کرنشسنجهای روی شفت که تنش برشی را اندازهگیری میکنند
- اندازهگیری مستقیم بدون تلهمتری غیرممکن است
- حیاتی برای تجهیزات موتوری
- اعتبارسنجی مدلهای تحلیل پیچشی
اندازهگیری تنش تیغه
- کرنش سنج روی پرههای توربین یا کمپرسور
- اندازهگیری تنش عملیاتی واقعی
- تست توسعه و عیبیابی
- اعتبارسنجی میکند زمانبندی نوک تیغه اندازهگیریها
دمای روتور
- ترموکوپلها روی سیمپیچها یا اجزای روتور
- نظارت بر شرایط حرارتی
- تشخیص گرمای بیش از حد
- اثربخشی سیستم خنککننده
لرزش شفت
- شتابسنجهایی که مستقیماً روی شفت نصب شدهاند
- ارتعاش واقعی روتور در مقابل محفظه یاتاقان
- تحقیق و عیبیابی ویژه
روشهای تامین برق
باتریها
- باتریهای اولیه (معمولاً ۱ تا ۵ سال)
- باتریهای قابل شارژ
- سادهترین اما محدودترین زندگی
- جایگزینی در زمان وقفههای تعمیر و نگهداری
قدرت حلقه لغزشی
- انتقال نیرو از طریق حلقههای لغزشی
- زمان کارکرد نامحدود
- نیاز به مونتاژ حلقه لغزشی دارد
- رایج با تله متری داده های حلقه لغزشی
کوپلینگ القایی
- انتقال توان بیسیم از طریق شکاف هوایی
- سیمپیچ چرخان، برق را از سیمپیچ ثابت میگیرد
- بدون تماس، بدون سایش
- قدرت محدود (معمولاً <10 وات)
برداشت انرژی
- برداشت انرژی ارتعاشی (پیزوالکتریک)
- گرادیانهای حرارتی (ترموالکتریک)
- باتریها را تکمیل یا جایگزین میکند
- عملیات خودکار را فعال میکند
چالشها
محیط چرخان
- نیروهای گریز از مرکز در قطعات الکترونیکی
- چرخه دما
- لرزش خود اجزا
- غبار روغن، آلودگی
پیچیدگی سیستم
- اجزای دوار و ثابت
- هماهنگسازی و زمانبندی
- چالشهای کالیبراسیون
- هزینه بالاتر نسبت به حسگرهای ثابت
تعمیر و نگهداری
- تعویض باتری
- خرابی سنسور/قطعات الکترونیکی
- برای دسترسی نیاز به خاموش کردن دستگاه است
- ماژولهای یدکی مورد نیاز
تحولات مدرن
MEMS و کوچکسازی
- لوازم الکترونیکی کوچکتر و سبکتر
- مصرف برق کمتر
- مقاومتر در برابر ضربه/لرزش
- برنامههای جدید را فعال میکند
پردازش سیگنال دیجیتال
- پردازش روی سکوی چرخان
- ارسال نتایج (FFT) به جای دادههای خام
- پهنای باند و نیازهای برق را کاهش میدهد
استانداردسازی
- استانداردهای بیسیم صنعتی (WirelessHART، ISA100)
- بهبود قابلیت همکاری
- هزینههای کمتر از مقیاس
تلهمتری امکان اندازهگیری ارتعاش و شرایط را در اجزای چرخان که حسگرهای ثابت به آنها دسترسی ندارند، فراهم میکند و دسترسی به پارامترهای حیاتی مانند تنش پیچشی شفت، کرنش پره و دمای روتور را فراهم میکند. سیستمهای تلهمتری اگرچه پیچیده و پرهزینه هستند، اما قابلیتهای اندازهگیری منحصر به فردی را ارائه میدهند که برای کاربردهای تخصصی در توسعه توربوماشینها، تحلیل پیچشی و توصیف دینامیک پیشرفته روتور ضروری است.