Comprendre le bruit triboélectrique

Définition : Qu'est-ce que le bruit triboélectrique ?

bruit triboélectrique est une forme d'interférence électrique qui peut contaminer les signaux de vibration, en particulier ceux provenant des ondes piézoélectriques. accéléromètresIl s'agit d'un signal de bruit basse fréquence généré lorsque le câble du capteur est soumis à un mouvement mécanique, tel qu'une flexion, une flexion ou un impact. Ce bruit n'est pas lié aux vibrations réelles de la machine mesurée et peut donc entraîner des erreurs de mesure importantes s'il n'est pas correctement contrôlé.

La cause : l'effet triboélectrique

Le bruit est généré par le effet triboélectrique, phénomène où une charge statique se crée lorsque deux matériaux différents sont mis en contact puis séparés. Un câble coaxial d'accéléromètre classique est composé d'un conducteur central, d'une couche diélectrique (isolante) et d'un blindage extérieur.

Lorsque le câble est plié, le diélectrique et le blindage extérieur frottent l'un contre l'autre, générant une faible charge statique. Cette charge crée une tension captée par l'amplificateur haute sensibilité connecté au capteur piézoélectrique. Il en résulte un « grondement » basse fréquence, ou pic de tension parasite, dans le signal de vibration, sans lien avec les vibrations de la machine.

Caractéristiques du bruit triboélectrique

• Basse fréquence : Le bruit est principalement un phénomène de basse fréquence, se produisant généralement en dessous de 10 Hz.
• Pointes parasites : Il apparaît souvent sous forme de pics aléatoires de grande amplitude dans le forme d'onde temporelle.
• Spectre « Piste de ski » : Dans un Spectre FFT, cela peut contribuer à un effet de « pente de ski », où le niveau de bruit est très élevé à l’extrémité basse fréquence du spectre, puis diminue.
• Non répétable : Le bruit n'est pas synchrone avec la rotation de la machine et n'est pas répétable entre les mesures.

Pourquoi est-ce un problème ?

Le bruit triboélectrique peut masquer les signaux vibratoires basse fréquence réels d'une machine. Il s'agit d'un problème majeur lors de l'analyse de machines à faible vitesse, où des informations diagnostiques importantes (comme le déséquilibre et le désalignement à 1x tr/min) se trouvent à ces basses fréquences. Le bruit peut masquer ces signaux réels ou être confondu avec eux, ce qui peut conduire à un diagnostic erroné.

Comment prévenir le bruit triboélectrique

La prévention du bruit triboélectrique est obtenue grâce à une sélection de câbles et à des techniques d'installation appropriées :

1. Utilisez un câble de haute qualité et à faible bruit : Les fabricants de capteurs réputés proposent des câbles à faible bruit. Ces câbles sont dotés d'une couche de graphite conducteur spéciale appliquée entre le diélectrique et le blindage extérieur. Cette couche agit comme un drain, empêchant l'accumulation de charges statiques et réduisant considérablement l'effet triboélectrique.
2. Fixez le câble : Il s'agit de l'étape pratique la plus importante. Le câble doit être solidement fixé ou collé à la surface de la machine, le plus près possible du capteur. Cela garantit que le câble vibre avec la machine au lieu de se plier et de se déplacer indépendamment. Les boucles lâches ou les sections de câble pendantes sont des sources importantes de bruit.
3. Évitez les impacts de câbles : Assurez-vous que le câble est acheminé loin de toute source d'impact ou de fouet, comme des arbres rotatifs ou d'autres pièces mobiles de la machine.
4. Mise à la terre appropriée : Bien que cela ne soit pas directement lié à l'effet triboélectrique, il est essentiel de s'assurer que le capteur et le câblage sont correctement mis à la terre conformément aux instructions du fabricant pour éviter d'autres formes de bruit électrique, telles que les boucles de terre.

En utilisant le bon type de câble et, surtout, en veillant à ce qu'il soit correctement fixé, les effets du bruit triboélectrique peuvent être presque complètement éliminés, ce qui conduit à des données de vibrations basse fréquence plus propres et plus fiables.

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