Seismisten antureiden ymmärtäminen
Määritelmä: Mikä on seisminen anturi?
Seisminen anturi (kutsutaan myös seismiseksi anturiksi tai inertia-anturiksi) on tärinä Anturi, joka käyttää jousien tai muiden joustavien elementtien varassa olevaa sisäistä seismistä massaa (todistemassaa) inertiareferenssinä anturin pohjan absoluuttisen liikkeen mittaamiseen. Kun anturin kotelo värähtelee, inertiamassa pyrkii pysymään paikallaan avaruudessa (massa-jousijärjestelmän luonnollisen taajuuden yläpuolella), ja värähtelevän kotelon ja suhteellisen paikallaan pysyvän massan välinen suhteellinen liike mitataan ja muunnetaan värähtelyä edustavaksi sähköiseksi signaaliksi.
Termi "seisminen" tulee maanjäristysten mittauksesta (seismometrit), jossa tätä periaatetta käytettiin ensimmäisen kerran – leijuva massa pysyy suhteellisen paikallaan, kun maa liikkuu sen alla. Koneiden valvonnassa sekä nopeusanturit ja kiihtyvyysmittarit ovat seismisiä antureita, vaikka termi yhdistetään yleisimmin nopeusmittauksiin.
Toimintaperiaate
Massajousi-vaimennusjärjestelmä
- Seisminen massa: Anturikotelon sisällä oleva ripustus
- Kevät: Mekaaniset jouset tai taivutukset, jotka tukevat massaa
- Vaimennus: Ilma-, magneetti- tai nestevaimennus
- Transduktio: Suhteellinen liike muunnettu sähköiseksi signaaliksi
Taajuusvastealueet
- Luonnollisen taajuuden alapuolella: Massa ja asuminen liikkuvat yhdessä (heikko vastaus)
- Luonnollisella taajuudella: Resonanssi (vahvistettu, mutta vääristynyt)
- Luonnollisen taajuuden yläpuolella: Massa paikallaan, kotelo värähtelee (hyvä mittausalue)
- Käyttöalue: Tyypillisesti > 2 × luonnollinen taajuus
Seismisten muuntimien tyypit
Nopeusanturit (liikkuvakäämiset)
- Magneetti roikkuu jousien varassa kelan sisällä
- Suhteellinen nopeus tuottaa jännitteen (sähkömagneettinen induktio)
- Luonnollinen taajuus tyypillisesti 8–15 Hz
- Käyttökelpoinen yli 16–30 Hz:n taajuuksilla
- Mittaa suoraan nopeutta
Kiihtyvyysanturit
- PietsosähköinenPiezo-kide aistii massavoiman
- MEMS: Kapasitiivinen tai pietsoresistiivinen tunnistus
- Korkeampi luonnollinen taajuus (10–30 kHz)
- Käyttökelpoinen noin 1 Hz:stä ylöspäin
- Mittaa kiihtyvyyttä
Seismiset vs. ei-seismiset anturit
Seismiset anturit (inertiareferenssi)
- Kiihtyvyysanturit, nopeusanturit
- Mittaa absoluuttista liikettä
- Asennettu värähtelevään rakenteeseen
- Sisäinen massa antaa viitteen
- Yleisin koneiden valvontaan
Ei-seismiset anturit (ulkoinen referenssi)
- Läheisyysanturit (pyörrevirta)
- Mittaa kahden pinnan välistä suhteellista liikettä
- Vaatii kiinteän kiinnityspisteen
- Mittaa akselin liikettä laakeriin nähden
- Käytetään akselin värähtelyn mittaamiseen
Seismisen suunnittelun edut
Itsenäinen viite
- Ulkoista viitettä ei tarvita
- Voidaan asentaa mihin tahansa värähtelevään rakenteeseen
- Mittaa absoluuttista liikettä inertiavaruudessa
Monipuolisuus
- Yksittäinen anturityyppi moniin sovelluksiin
- Väliaikainen tai pysyvä asennus
- Kannettava koneiden välillä
Rajoitukset
Taajuusvasteen rajoitukset
- Ei voida mitata luotettavasti alle ~2× ominaistaajuuden
- Nopeusanturit ovat huonoja alle 15–20 Hz:n taajuuksilla
- Kompromissi: matala ominaistaajuus (hyvä matalataajuusvaste) vs. suuri koko
Toimenpiteet Asuntojen Liike
- Mittaa laakeripesää, ei suoraan akselia
- Kotelon värähtely ≠ akselin värähtely (johon vaikuttavat laakerin jäykkyys ja rakenne)
- Suoraan akselin liikkeeseen tarvitaan lähestymisanturit
Sovellukset
Koneiden kunnonvalvonta
- Laakeripesän mitat
- Kokonaisvärähtelyn trendi
- Laakerivika havaitseminen
- Yleinen konediagnostiikka
Rakenteellinen värähtely
- Rakennuksen ja perustusten tärinä
- Seisminen seuranta (maanjäristykset)
- Koneiden aiheuttama maaperän tärinä
Modaalianalyysi
- Mittaa rakenteellista vastetta vaikutuksille
- Määritä luonnolliset taajuudet ja moodimuodot
- Siirtofunktion mittaukset
Seismiset anturit, jotka käyttävät sisäisiä massoja inertiaviitteinä, muodostavat pyörivien koneiden valvonnan värähtelymittauksen perustan. Seismisen periaatteen ymmärtäminen – miten leijuvat massat mahdollistavat absoluuttisen liikkeen mittaamisen – selittää sekä kiihtyvyysantureiden että nopeusantureiden, teollisten värähtelyanalyysiohjelmien työjuhtien, ominaisuudet että rajoitukset.
 
									 
									 
									 
									 
									 
									