Triboelektrisen kohinan ymmärtäminen

Määritelmä: Mitä on triboelektrinen kohina?

Triboelektrinen kohina on sähköinen häiriö, joka voi saastuttaa värähtelysignaaleja, erityisesti pietsosähköisistä laitteista tulevia kiihtyvyysmittaritSe on matalataajuinen kohinasignaali, joka syntyy, kun itse anturikaapeliin kohdistuu mekaanista liikettä, kuten taivutusta, taipumista tai iskuja. Tämä kohina ei liity mitattavan koneen todelliseen värähtelyyn ja voi siksi johtaa merkittäviin mittausvirheisiin, jos sitä ei hallita asianmukaisesti.

Syy: Triboelektrinen ilmiö

Melu syntyy siitä, että triboelektrinen ilmiö, ilmiö, jossa staattinen varaus syntyy, kun kaksi eri materiaalia saatetaan kosketuksiin ja sitten erotetaan toisistaan. Tyypillinen koaksiaalinen kiihtyvyysanturikaapeli koostuu keskijohtimesta, dielektrisestä (eristävästä) kerroksesta ja ulkosuojasta.

Kun kaapelia taivutetaan, eriste ja ulkosuoja hankautuvat toisiaan vasten, mikä tuottaa pienen staattisen varauksen. Tämä varaus luo jännitteen, jonka pietsosähköiseen anturiin kytketty erittäin herkkä vahvistin havaitsee. Tuloksena on matalataajuinen "jyrinä" eli harhajännitepiikki värähtelysignaalissa, jolla ei ole mitään tekemistä koneen tärinän kanssa.

Triboelektrisen kohinan ominaisuudet

• Matala taajuus: Melu on pääasiassa matalataajuinen ilmiö, jota esiintyy tyypillisesti alle 10 Hz:n taajuuksilla.
• Väärät piikit: Se ilmenee usein satunnaisina, suuriamplitudisina piikeinä aika-aaltomuoto.
• ”Hiihtomäki”-spektri: Eräässä FFT-spektri, se voi edistää "rinne"-ilmiötä, jossa kohinataso on erittäin korkea spektrin matalalla ääripäässä ja sitten laskee.
• Ei toistettavissa: Melu ei ole synkronoitu koneen pyörimisen kanssa, eikä sitä voida toistaa mittausten välillä.

Miksi se on ongelma?

Triboelektrinen kohina voi peittää koneen todelliset matalataajuiset värähtelysignaalit. Tämä on merkittävä ongelma analysoitaessa hitaasti toimivia koneita, joissa tärkeitä diagnostisia tietoja (kuten epätasapaino ja linjausvirhe nopeudella 1X RPM) sijaitsee näillä matalilla taajuuksilla. Kohina voi joko peittää nämä todelliset signaalit tai sitä voidaan erehtyä luulemaan niiksi, mikä johtaa väärään diagnoosiin.

Kuinka estää triboelektrinen kohina

Triboelektristä kohinaa voidaan estää oikeilla kaapelivalinnoilla ja asennustekniikoilla:

1. Käytä korkealaatuista, vähäkohinaista kaapelia: Luotettavat anturivalmistajat tarjoavat "vähäkohinaisia" kaapeleita. Näissä kaapeleissa on erityinen johtava grafiittikerros dielektrisen kerroksen ja ulkosuojan välissä. Tämä kerros toimii tyhjennyskerroksena estäen staattisen varauksen kertymisen ja vähentäen merkittävästi triboelektristä ilmiötä.
2. Kiinnitä kaapeli: Tämä on tärkein käytännön vaihe. Kaapeli tulee sitoa tai liimata tiukasti koneen pintaan mahdollisimman lähelle anturia. Tämä varmistaa, että kaapeli värähtelee koneen *mukana* sen sijaan, että se taipuisi ja liikkuisi itsenäisesti. Kaikki irtonaiset silmukat tai roikkuvat kaapelin osat ovat tärkeimpiä melun lähteitä.
3. Vältä kaapelien iskuja: Varmista, että kaapeli on reititetty pois iskujen tai tärinän lähteistä, kuten pyörivistä akseleista tai muista liikkuvista koneenosista.
4. Oikea maadoitus: Vaikka anturin ja kaapeloinnin asianmukainen maadoitus valmistajan ohjeiden mukaisesti ei liitykään suoraan triboelektriseen ilmiöön, se on olennaista muiden sähköisten häiriöiden, kuten maadoitussilmukoiden, estämiseksi.

Käyttämällä oikeanlaista kaapelia ja ennen kaikkea varmistamalla sen asianmukainen kiinnitys, triboelektrisen kohinan vaikutukset voidaan poistaa lähes kokonaan, mikä johtaa puhtaampiin ja luotettavampiin matalataajuisiin värähtelytietoihin.

← Takaisin päähakemistoon