درک نویز تریبوالکتریک
نویز تریبوالکتریک نوعی تداخل الکتریکی است که میتواند سیگنالهای ارتعاشی، به ویژه سیگنالهای پیزوالکتریک را آلوده کند. شتابسنجها. این سر و صدایِ فرکانسِ کم و تکرارنشدنیای است که درِ درونِ کابلِ حسگر خود تولید میشود وقتیکه کابل تحتِ حرکتِ مکانیکی قرار میگیرد — خمش، انعطاف، یا ضربه. از آنجا که سر و صدا ربطی به لرزش دستگاه ندارد، میتواند اگر درک و کنترل نشود، خطاهایِ اندازهگیری جدی ایجاد کند.
1. تعریف: سر و صدایِ تریبوالکتریکی چیست؟
نویز تریبوالکتریکی بهتر است به عنوان یک مصنوع خودتولید در نظر گرفته شود: کابل حامل سیگنال، هنگام حرکت، خود نیز یک سیگنال کاذب تولید میکند. این نویز بیشتر در شتابسنجهای پیزوالکتریک مشکلساز است، زیرا خروجی آنها یک بار الکتریکی بسیار کوچک است که به تقویتکنندهای با امپدانس بسیار بالا وارد میشود، و این تقویتکننده نمیتواند یک بار واقعی از ماشین را از بار گمشدهای که در کابل ایجاد شده است تفکیک کند. آلودگی واقعی است، اما ماشینی که به نظر میرسد آن را توصیف کند، به هیچ وجه به این طریق لرزش ندارد.
۲. علت: اثر تریبوالکتریکی
نویز توسط ... تولید میشود اثر تریبوالکتریک — فیزیک یکسانی که هنگام مالش دو ماده غیرمتشابه و سپس جدا کردن آنها، بار الکتریکی ایجاد میکند. کابل تقویتکننده محوری معمولی شامل یک هادی مرکزی، یک لایه دیالکتریک (عایق)، و یک سپر بافتهشده بیرونی است.
هنگامی که کابل خم میشود، دیالکتریک و سپر بیرونی با یکدیگر مالش میخورند و از هم جدا میشوند و یک بار ایستای کوچک ایجاد میکند. این بار به عنوان ولتاژی در خازنیت کابل ظاهر میشود، و تقویتکنندهای بسیار حساس متصل به حسگر — چه خارجی تقویت کننده بار یا الکترونیات داخلی یک شتابسنج IEPE — با دقت آن را ثبت میکند. نتیجه یک «هوهو» فرکانس پایین یا یک سایک ولتاژ کاذب است که بر روی سیگنال لرزشی واقعی سوار میشود.
۳. ویژگیهای نویز تریبوالکتریکی
نویز تریبوالکتریکی دارای یک اثر انگشت قابل شناسایی است، که کلید تمایز آن از یک خرابی واقعی ماشین است:
- فرکانس پایین: این عمدتاً یک پدیده فرکانس کم است، معمولاً زیر ۱۰ هرتز رخ میدهد.
- سایکهای کاذب: اغلب به صورت سایکهای تصادفی و دامنه بالا در شکل موج زمانی ظاهر میشود که با حرکت کابل منطبق است.
- طیف «شیب اسکی»: in an طیف FFT این سطح نویز را در انتهای فرکانس بسیار پایین به شدت افزایش میدهد و سپس با افزایش فرکانس کاهش مییابد و شکل کلاسیک «شیب اسکی» را تولید میکند. (این شکل یکسان میتواند از یکپارچهسازی یا تسویه حسگر نیز ناشی شود، بنابراین علت باید تایید شود.)
- تکراری نیست: نویز با چرخش شفت همزمان نیست و بین اندازهگیریهای متوالی تکرار نمیشود — برخلاف یک خرابی واقعی، که در هر اجرا بازگشت میکند.
۴. چرا این مشکل است
نویز تریبوالکتریکی دقیقاً در باند فرکانسی قرار دارد که برخی از مهمترین اطلاعات تشخیصی در آن وجود دارند. میتواند سیگنالهای فرکانس کم واقعی از ماشین را پنهان کند، که بر روی تجهیزات کمسرعت بهویژه مخرب است، جایی که امضاهای اصلی خرابی — عدم تعادل and ناهمترازی در ۱× سرعت دویدن — از قبل زیر یا نزدیک ۱۰ هرتز قرار دارند. نویز میتواند این مؤلفههای واقعی را پنهان کند یا به اشتباه برای آنها اشتباه گرفته شود، و در هر صورت منجر به تشخیص نادرست میشود: یک ماشین سالم به عنوان معیوب علمدار، یا یک خرابی واقعی در زیر یک پایه کاذب مخفی. زیرا عبور از فیلتر بالا پالایش سیگنال همچنین دادههای بسیار فرکانس پایین را که شما سعی میکنید حفظ کنید حذف میکند، باید نویز را در منبع جلوگیری کرد نه اینکه بعداً فیلتر کرد.
5. نحوه جلوگیری از نویز تریبوالکتریکی
نویز تریبوالکتریکی یکی از قابلپیشگیریترین خطاهای اندازهگیری در کار ارتعاش است. این نویز از طریق انتخاب کابل درست و بهخصوص نصب دقیق کنترل میشود:
- از کابل با کیفیت بالا و نویز پایین استفاده کنید. سازندگان حسگرهای معتبر کابل “نویز پایین” اختصاصی ارائه میدهند که دارای لایهای گرافیتی هادی بین دیالکتریک و سپر خارجی است. این لایه به عنوان درین عمل میکند، بار الکتریکی ایستا را قبل از اینکه جمع شود تخلیه کرده و اثر تریبوالکتریکی را به شدت کاهش میدهد.
- کابل را محکم کنید. این مهمترین گام عملی است. کابل را به محکمترین وجه به سطح ماشین نزدیک به حسگر بستهبندی یا چسبانده کنید تا اینکه با ارتعاش با ماشین حرکت کند نه اینکه به شکل مستقل خم شود و حرکت کند. حلقههای سست و بخشهای آویزان منابع نویز اصلی هستند — مدیریت کابل خوب بخشی از حسگر خوب است نصب.
- برخوردهای کابل را از بین ببرید. کابل را به دور از شافتهای دوار، پرههای فن و هر قسمت متحرک دیگری که میتواند برخورد یا حرکت کند روتاسیون کنید.
- صحیح به زمین وصل کنید. اگرچه زمینبندی اثر تریبوالکتریکی را مستقیماً برطرف نمیکند، پیروی از دستورالعملهای زمینبندی سازنده برای حسگر و کابلکشی مشکلات نویز الکتریکی دیگری مانند حلقههای زمین را جلوگیری میکند و سیگنال کلی را پاک نگه میدارد.
با کابل درست و — بهخصوص — اجرای محکمشده درست، اثرات نویز تریبوالکتریکی را میتوان تقریباً بهطور کامل حذف کرد و دادههای ارتعاش فرکانس پایین تمیزتر و قابلاعتمادتری بهدست آورد. همان انضباط زمانی بازخورد میشود که شما از پایش وضعیت into active correction: when a portable analyser such as the بالانس-1a دامنه 1× و فاز را برای اندازهگیری میکند متعادل سازی میدان، یک سیگنال نویزی نیست فرکانس پایین دقیقاً آنچه محاسبه فاز به آن بستگی دارد.
