Pietsosähköisten kiihtyvyysantureiden ymmärtäminen

Laitteet

Kannettava tasapainotuslaite ja tärinäanalysaattori Balanset-1A

$2,347.12 Alkuperäinen hinta oli: $2,347.12.$1,901.46Nykyinen hinta on: $1,901.46.

Osat

Tärinäanturi

$106.96 Alkuperäinen hinta oli: $106.96.$71.30Nykyinen hinta on: $71.30.

Osat

Optinen anturi (lasertakometri)

$147.36 Alkuperäinen hinta oli: $147.36.$83.19Nykyinen hinta on: $83.19.

Laitteet

Balanset-4

$8,084.78

Osat

Magneettinen jalusta Insize-60-kgf

$54.67

Osat

Heijastava nauha

$11.88

Laitteet

Dynaaminen tasapainotin "Balanset-1A" OEM

$2,061.90 Alkuperäinen hinta oli: $2,061.90.$1,663.78Nykyinen hinta on: $1,663.78.

Määritelmä: Mikä on pietsosähköinen kiihtyvyysanturi?

Pietsosähköinen kiihtyvyysanturi on tärinä anturi, joka hyödyntää pietsosähköistä ilmiötä – jossa tietyt kiteet tuottavat sähkövarauksen mekaanisen rasituksen aikana – mekaanisen aineen muuntamiseen kiihtyvyys sähköiseksi signaaliksi, joka on verrannollinen värähtelyn amplitudiin. Kun anturi kiihtyy, sen sisäinen massa (seisminen massa) puristaa tai venyttää pietsosähköisiä kideelementtejä, jolloin syntyy sähkövaraus tai jännite, joka reagoi ja lähetetään mittaussignaalina.

Pietsosähköiset kiihtyvyysanturit ovat teollisuussovelluksissa eniten käytettyjä tärinäantureita laajan taajuusalueensa (0,5 Hz - 50+ kHz), korkean herkkyyden, kestävyyden ja itseään generoivan luonteensa (eivät vaadi ulkoista virtalähdettä itse anturielementille) ansiosta. Ne muodostavat nykyaikaisen tekniikan perustan. värähtelyanalyysi ja kunnonvalvontaohjelmia.

Pietsosähköinen ilmiö

Fyysinen periaate

• Tietyt kiteet (kvartsi, turmaliini) ja keraamit (PZT, bariumtitanaatti) ovat pietsosähköisiä
• Mekaaninen rasitus tuottaa sähkövarauksen kidepinnoille
• Varaus verrannollinen käytettyyn voimaan
• Palautuva vaikutus (jännitteen kohdistaminen aiheuttaa muodonmuutosta)
• Itsetuottoinen (ei tarvitse virtaa latauksen generointiin)

Kiihtyvyysanturissa

1. Tärinä kiihdyttää anturin pohjaa ja koteloa
2. Sisäinen seisminen massa kokee voiman (F = m × a)
3. Voima puristaa pietsosähköistä kidettä
4. Kiteellä on voimaan (ja siten kiihtyvyyteen) verrannollinen varaus
5. Elektrodeille kerätty varaus muunnetaan mitattavaksi signaaliksi

Pietsosähköisten kiihtyvyysantureiden tyypit

Sisäisen suunnittelun avulla

Pakkaustyyppi

• Yleisin muotoilu
• Kristalli puristuu massan ja pohjan väliin
• Kestävä, laaja lämpötila-alue
• Hyvä vaativiin ympäristöihin

Leikkaustyyppi

• Massaliikkeen leikkaama kristalli
• Erinomainen perusjännityksen eristys
• Parempi matalataajuinen vaste
• Vähemmän herkkä lämpötilamuutoksille
• Ensiluokkainen suorituskyky

Taivutustyyppi

• Taivutusasennossa oleva kristalli
• Korkea herkkyys mahdollinen
• Harvinaisempi teollisissa sovelluksissa

Elektroniikkatyypin mukaan

Lataustila

• Lähtö on varausta (pikocoulombia)
• Vaatii ulkoisen latausvahvistimen
• Äärimmäinen lämpötilakestävyys (jopa 650 °C)
• Korkean impedanssin lähtö (herkkä kaapelille)
• Erikoissovellukset

IEPE/ICP (jännitetila)

• Sisäänrakennettu elektroniikka muuntaa varauksen jännitteeksi
• IEPE on alan standardi
• Matalaimpedanssinen lähtö
• Yksinkertainen liitettävyys
• 95%+ teollisia sovelluksia

Suorituskykytiedot

Herkkyys

• Lähtö kiihtyvyyttä kohti (mV/g, pC/g)
• Tyypillinen: 10–100 mV/g IEPE:lle; 1–100 pC/g lataustilassa
• Korkeampi herkkyys = parempi resoluutio, mutta pienempi etäisyys
• Valinta odotettavissa olevien tärinätasojen perusteella

Taajuusalue

• Matala taajuus: 0,5–5 Hz elektroniikasta riippuen
• Korkea taajuus: 5–50 kHz resonanssiin
• Käyttöalue: Tyypillisesti 1/3 resonanssitaajuudesta
• Asennus vaikuttaa: Kiinnitystapa rajoittaa korkeataajuista vastetta

Amplitudialue

• Yleiskäyttöinen: ±50 g - ±500 g
• Korkea herkkyys: ±5 g - ±50 g
• Iskuanturit: ±500 g - ±10 000 g
• Ei saa ylittää kantamaa (leikkautuminen, vaurio)

Valintakriteerit

Yleiseen koneiden valvontaan

• 100 mV/g IEPE-kiihtyvyysanturi
• ±50 g:n alue
• Taajuusalue 1 Hz – 10 kHz
• Teollisuuslämpötilaluokitus (-40 - +120 °C)
• Hermeettisesti suljettu

Laakerivikojen havaitsemiseen

• Korkeampi taajuusvaste (jopa 20 kHz)
• Kohtalainen herkkyys (10–50 mV/g)
• Laaja dynaaminen alue
• Tappikiinnitys parhaan korkeataajuuskytkennän saavuttamiseksi

Korkean lämpötilan sovelluksiin

• Korkean lämpötilan IEPE (175 °C:een asti) tai lataustila (650 °C:een asti)
• Erikoisasennus ja -kaapelointi
• Saattaa heikentää suorituskykyä lämpötilankestävyyden vuoksi

Asennus ja kiinnitys

Asennuksen vaikutukset suorituskykyyn

• Nastakiinnitys: Paras (tasainen 10+ kHz:iin asti)
• Liima: Hyvä (tasainen 7–8 kHz:iin asti)
• Magneettinen: Hyväksyttävä (tasainen 2–3 kHz:iin asti)
• Anturi/Käsilaite: Huono (rajoittuu mataliin taajuuksiin, laadullinen)

Asennusvaatimukset

• Puhdas, tasainen kiinnityspinta
• Oikea kiristysmomentti tappien kiinnittämiseen
• Ohut, tasainen liimakerros
• Magneettinen jalusta täysin paikallaan
• Kaapeli on kiinnitetty vetoa estäen

Pietsosähköiset kiihtyvyysanturit, erityisesti IEPE-tyyppiset, ovat teollisen värähtelynvalvonnan selkäranka. Niiden laaja taajuusvaste, korkea herkkyys, kestävyys ja (IEPE-tyypille) yksinkertaisuus tekevät niistä ensisijaisen anturin kunnonvalvontaan, diagnostiikkaan ja tasapainotukseen valtaosassa pyörivien koneiden sovelluksista maailmanlaajuisesti.

---

← Takaisin päähakemistoon