مبدل‌ها: حسگرهای تحلیل ارتعاش

تعریف: مبدل چیست؟

در زمینه تحلیل ارتعاش، یک مبدل دستگاهی است که حرکت فیزیکی و مکانیکی (ارتعاش) را به یک سیگنال الکتریکی متناسب تبدیل می‌کند. این سیگنال الکتریکی می‌تواند توسط یک سیستم جمع‌آوری داده یا مانیتورینگ پردازش، اندازه‌گیری و تجزیه و تحلیل شود. مبدل‌ها حسگرهای اصلی و اولین حلقه در زنجیره اندازه‌گیری هستند؛ بدون یک مبدل قابل اعتماد، هیچ تحلیل معناداری امکان‌پذیر نیست. انتخاب مبدل یک تصمیم حیاتی است که به نوع دستگاه، سرعت آن و خطاهای خاص مورد نظارت بستگی دارد.

سه نوع اصلی مبدل‌های ارتعاشی

سه نوع اصلی از مبدل‌ها در مانیتورینگ ماشین‌آلات صنعتی استفاده می‌شوند که هر کدام پارامتر فیزیکی متفاوتی از ارتعاش را اندازه‌گیری می‌کنند.

۱. شتاب‌سنج (شتاب را اندازه‌گیری می‌کند)

The شتاب سنج این مبدل ارتعاش، شتاب سازه‌ای را که روی آن نصب شده است، اندازه‌گیری می‌کند.

• اصل: بیشتر شتاب‌سنج‌های صنعتی پیزوالکتریک هستند و از کریستالی استفاده می‌کنند که هنگام اعمال فشار توسط یک جرم داخلی، ولتاژ تولید می‌کند.
• نقاط قوت: آنها محدوده فرکانسی بسیار وسیعی دارند، بسیار مقاوم هستند، در طرح‌های مختلفی عرضه می‌شوند و تقریباً در هر نوع دستگاهی قابل استفاده هستند. آنها به ویژه برای تشخیص رویدادهای با فرکانس بالا عالی هستند.
• استفاده اولیه: مانیتورینگ ماشین‌آلات عمومی، از ماشین‌های کم‌سرعت گرفته تا توربوماشین‌های بسیار پرسرعت. آن‌ها حسگرهای اصلی برای تشخیص خطاهای فرکانس بالا مانند موارد زیر هستند: عیوب بلبرینگ و چرخ دنده.

۲. مبدل سرعت (اندازه‌گیری سرعت)

آ مبدل سرعت یک حسگر الکترودینامیکی است که مستقیماً سرعت ارتعاش را اندازه‌گیری می‌کند.

• اصل: این دستگاه مانند یک میکروفون کار می‌کند، با یک سیم‌پیچ معلق در یک میدان مغناطیسی. با ارتعاش محفظه، حرکت نسبی بین سیم‌پیچ و آهنربا، ولتاژی متناسب با سرعت تولید می‌کند.
• نقاط قوت: آنها یک سیگنال قوی و کم نویز در محدوده فرکانس میانی (تقریباً ۱۰ هرتز تا ۱۰۰۰ هرتز) تولید می‌کنند، که در آن بیشتر خطاهای رایج مانند عدم تعادل و ناهمراستایی رخ می‌دهد. آنها به منبع تغذیه خارجی نیاز ندارند.
• نقاط ضعف: آنها از شتاب‌سنج‌ها شکننده‌تر هستند، محدوده فرکانسی محدودی دارند و به میدان‌های مغناطیسی و جهت نصب حساس هستند. آنها تا حد زیادی توسط شتاب‌سنج‌های ترکیبی با ادغام الکترونیکی برای محاسبه سرعت جایگزین شده‌اند.
• استفاده اولیه: از نظر تاریخی، قبل از رایج شدن شتاب‌سنج‌های قوی، برای پایش کلی ماشین‌آلات استفاده می‌شد. هنوز هم گاهی اوقات برای پایش دائمی در محدوده فرکانس میانی استفاده می‌شود.

۳. کاوشگر مجاورت (جابجایی را اندازه‌گیری می‌کند)

The پروب مجاورتی (یا پراب جریان گردابی) یک مبدل غیر تماسی است که جابجایی یک شفت چرخان را اندازه‌گیری می‌کند.

• اصل: این دستگاه از یک میدان الکترومغناطیسی برای القا و اندازه‌گیری جریان‌های گردابی روی سطح شفت استفاده می‌کند که به آن اجازه می‌دهد فاصله بین نوک پروب و شفت را اندازه‌گیری کند.
• نقاط قوت: این دستگاه حرکت واقعی خود شفت را اندازه‌گیری می‌کند، نه پوسته دستگاه را. این دستگاه غیر تماسی است و اندازه‌گیری آن تا 0 هرتز (DC) پایین می‌آید و به آن اجازه می‌دهد تا موقعیت متوسط شفت و همچنین ارتعاش آن را اندازه‌گیری کند.
• استفاده اولیه: برای محافظت و نظارت بر توربوماشین‌های پرسرعت و حیاتی با یاتاقان‌های لایه سیال، مانند توربین‌ها و کمپرسورها، ضروری است. از آن برای تجزیه و تحلیل پدیده‌هایی مانند ... استفاده می‌شود. مدارهای شفت و موقعیت خط مرکزی.

انتخاب مبدل مناسب

انتخاب مبدل، گامی حیاتی در تنظیم یک برنامه مانیتورینگ است. قاعده کلی این است که مبدلی انتخاب شود که در محدوده فرکانسی خطاهای مورد انتظار، بیشترین حساسیت را داشته باشد:

• Use پروب‌های مجاورتی برای حرکت شفت در ماشین‌های یاتاقان لایه سیال.
• Use accelerometers برای هر چیز دیگری، زیرا آنها تطبیق‌پذیرترین هستند. سیگنال را می‌توان برای تجزیه و تحلیل خطاهای فرکانس میانی با سرعت ادغام کرد یا مستقیماً به عنوان شتاب برای خطاهای فرکانس بالا استفاده کرد.

← بازگشت به فهرست اصلی