Comprendre le vélomètre (capteur de vitesse)

1. Définition : Qu'est-ce qu'un vélomètre ?

A Vélomètre, plus formellement connu sous le nom de transducteur de vitesse ou capteur de vitesse, est un type de transducteur utilisé pour mesurer vibration. Sa principale caractéristique est qu'il génère un signal de sortie électrique directement proportionnel à la vitesse de la vibration.

Ceci est en contraste avec un accéléromètre, qui produit un signal proportionnel à accélération, et un sonde de proximité, qui produit un signal proportionnel à déplacementBien que moins courants que les accéléromètres dans la collecte de données portables modernes, les vélomètres ont toujours des applications importantes, notamment dans la surveillance permanente des machines à vitesse moyenne.

2. Comment fonctionne un vélomètre

Les vélomètres traditionnels sont des capteurs électrodynamiques. Ils fonctionnent selon le même principe qu'un microphone dynamique, basé sur la loi d'induction de Faraday :

1. À l'intérieur du boîtier du capteur se trouve une bobine de fil suspendue par des ressorts souples.
2. Un aimant permanent est fixé au boîtier du capteur.
3. Lorsque le capteur est monté sur une machine vibrante, le boîtier et l'aimant se déplacent avec la machine.
4. En raison de son inertie, la bobine suspendue reste relativement stationnaire dans l’espace.
5. Ce mouvement relatif entre l’aimant mobile et la bobine stationnaire induit une tension dans la bobine.
6. Selon la loi de Faraday, cette tension induite est directement proportionnelle à la vitesse du mouvement relatif.

Il existe également des « vélomètres piézoélectriques » modernes. Il s'agit essentiellement d'accéléromètres dotés d'un circuit d'intégration électronique intégré qui convertit le signal d'accélération en signal de vitesse au sein même du capteur.

3. Avantages et inconvénients des vélomètres

Avantages

• Sortie de vitesse directe : Ils mesurent directement la vitesse, qui est le paramètre le plus couramment utilisé pour évaluer la gravité des vibrations sur les machines à usage général dans la gamme de 10 Hz à 1 000 Hz (par ISO 10816). Aucune intégration n'est requise par l'analyseur, ce qui peut simplifier la mesure.
• Auto-alimenté (passif) : Les vélomètres électrodynamiques traditionnels ne nécessitent pas de source d’alimentation externe pour fonctionner, ce qui peut être un avantage dans certaines applications industrielles.
• Bonne réponse en basse fréquence : Ils sont généralement plus sensibles aux fréquences plus basses que de nombreux accéléromètres à usage général.

Inconvénients

• Gamme de fréquences limitée : Leur plage de fréquences utilisable est plus limitée que celle des accéléromètres. Ils ne sont pas adaptés à la détection des impacts à haute fréquence associés aux défauts de roulement ou défauts d'engrenage.
• Pièces mobiles : Le système de ressort et de bobine interne peut s'user ou se casser avec le temps, en particulier dans les environnements à fortes vibrations.
• Sensibilité à l'orientation : Ils doivent être montés dans l'orientation pour laquelle ils ont été conçus (par exemple, verticalement ou horizontalement).
• Plus grand et plus lourd : Ils sont généralement beaucoup plus grands et plus lourds que les accéléromètres modernes.
• Sensibilité aux champs magnétiques : Des champs magnétiques externes puissants (par exemple, provenant de gros moteurs) peuvent interférer avec leur fonctionnement.

4. Vélomètre vs. Accéléromètre

Pour la collecte de données portables modernes et diagnostic des vibrations, le accéléromètre est le capteur de choix. En effet, les accéléromètres ont une réponse en fréquence beaucoup plus large et plus plate, ce qui leur permet de mesurer à la fois les vibrations basse fréquence dues aux balourds et les vibrations très haute fréquence dues aux défauts des roulements et des engrenages. analyseur de vibrations peut alors facilement intégrer le signal d'accélération pour afficher la vitesse ou le déplacement selon les besoins.

Les vélocomètres sont désormais le plus souvent utilisés comme capteurs installés en permanence sur des machines à vitesse moyenne comme les ventilateurs, les pompes et les moteurs, en particulier dans les installations plus anciennes où ils étaient spécifiés comme capteur de surveillance d'origine.

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