Qu'est-ce qu'un capteur de vitesse ? Capteur de vibrations sismiques • Équilibreur portable, analyseur de vibrations " Balanset " pour l'équilibrage dynamique des concasseurs, ventilateurs, broyeurs, vis sans fin de moissonneuses-batteuses, arbres, centrifugeuses, turbines et autres rotors. Qu'est-ce qu'un capteur de vitesse ? Capteur de vibrations sismiques • Équilibreur portable, analyseur de vibrations " Balanset " pour l'équilibrage dynamique des concasseurs, ventilateurs, broyeurs, vis sans fin de moissonneuses-batteuses, arbres, centrifugeuses, turbines et autres rotors.

Qu'est-ce qu'un capteur de vitesse ? Capteur de vibrations sismiques

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Comprendre les transducteurs de vitesse

Définition : Qu'est-ce qu'un transducteur de vitesse ?

Capteur de vitesse (également appelé vélomètre, capteur sismique ou capteur à bobine mobile) est un capteur auto-générateur vibration capteur qui produit une tension de sortie directement proportionnelle aux vibrations vitesse Sans alimentation externe ni conditionnement du signal. Il fonctionne selon le principe de l'induction électromagnétique : un aimant suspendu à des ressorts se déplace par rapport à une bobine sous l'effet des vibrations, générant une tension proportionnelle à la vitesse relative entre la bobine et l'aimant, égale à la vitesse de vibration.

Les capteurs de vitesse étaient les capteurs de vibrations dominants des années 1950 aux années 1980 et sont toujours utilisés dans les installations de surveillance permanentes et certains instruments portables. Cependant, ils ont été largement remplacés par accéléromètres dans les nouvelles installations en raison de la taille plus petite des accéléromètres, de leur plage de fréquences plus large et de leur capacité de fréquence plus élevée nécessaire à la détection des défauts des roulements.

Principe de fonctionnement

Induction électromagnétique

  • Aimant permanent suspendu par des ressorts à l'intérieur de la bobine
  • Les vibrations déplacent le boîtier et la bobine
  • L'inertie de l'aimant le maintient relativement stationnaire (au-dessus de la résonance)
  • Mouvement relatif entre la bobine et l'aimant
  • Le mouvement induit une tension dans la bobine (loi de Faraday : V ∝ vitesse)
  • Tension de sortie directement proportionnelle à la vitesse de vibration

Auto-générateur

  • Aucune alimentation externe requise
  • Transduction passive
  • Connexion simple (deux fils)
  • Intrinsèquement à sécurité intégrée (aucun problème de panne de courant)

Caractéristiques

Réponse en fréquence

  • Limite de basse fréquence : Fréquence naturelle (généralement 8-15 Hz)
  • Plage utilisable : Au-dessus de 2× la fréquence naturelle (16-30 Hz minimum)
  • Limite de haute fréquence : Généralement 1 à 2 kHz
  • Réponse plate : Large région plate dans la plage utilisable
  • Idéal pour : 10-1000 Hz (fréquences générales des machines)

Sensibilité

  • Typique : 10 à 500 mV par pouce/s (400 à 20 000 mV par mm/s)
  • Commun : 100 mV/in/s ou 4000 mV/mm/s
  • Sensibilité plus élevée pour les applications à faibles vibrations
  • Sensibilité plus faible pour les mesures à fortes vibrations

Taille et poids

  • Relativement grand (50-100 mm de long, 25-40 mm de diamètre)
  • Lourd (100 à 500 grammes typiques)
  • Beaucoup plus grand que les accéléromètres
  • La masse peut affecter les mesures sur les structures légères

Avantages

Sortie de vitesse directe

  • Mesure directement la vitesse de vibration (aucune intégration nécessaire)
  • Conforme aux spécifications des normes ISO (vitesse RMS)
  • Traitement simple du signal
  • Naturel pour l'analyse basée sur la vitesse

Auto-générateur

  • Aucune alimentation requise
  • Connexion simple à deux fils
  • Impossible de tomber en panne en raison d'une perte de puissance
  • Coût du système réduit (aucune alimentation électrique nécessaire)

Bonne réponse en basse fréquence

  • Utilisable à 10-15 Hz (mieux que de nombreux accéléromètres)
  • Convient aux machines à faible vitesse (jusqu'à ~600 tr/min)
  • Naturel pour les applications correspondant à la gamme de fréquences

Inconvénients

Réponse limitée en haute fréquence

  • Généralement limité à 1-2 kHz maximum
  • Impossible de détecter les défauts de roulement à haute fréquence (5-20 kHz)
  • Inadéquat pour l'analyse de l'enveloppe
  • Limitation majeure par rapport aux accéléromètres

Taille et poids

  • Capteurs volumineux et lourds
  • Difficile à monter sur de petites machines
  • Les charges de masse affectent les structures légères
  • Moins portable que les accéléromètres

Fragilité

  • Les ressorts internes et l'aimant mobile peuvent être endommagés par un choc
  • Sensible à la gestion des abus
  • Peut être endommagé en cas de chute
  • Plus d'entretien que les accéléromètres à semi-conducteurs

Limites de température

  • La force de l'aimant diminue avec la température
  • Généralement limité à 120°C
  • Moins de capacités que les accéléromètres en mode charge

Où encore utilisé

Installations permanentes héritées

  • Systèmes de surveillance des turbomachines plus anciens
  • Remplacement en nature des installations existantes
  • Maintient la compatibilité avec les systèmes existants

Applications basse fréquence

  • Équipement à très faible vitesse (< 300 tr/min)
  • Lorsque la plage de fréquences de 10 à 1 000 Hz est adéquate
  • Surveillance simple de la vitesse sans besoin de hautes fréquences

Exigences spécifiques

  • Là où un avantage auto-générateur est nécessaire
  • Exigences de sécurité intrinsèque (pas d'alimentation)
  • Sortie de vitesse directe préférée

Montage

Méthodes

  • Montage par goujon sur trous taraudés (le plus courant)
  • Montage sur support avec plaques d'adaptation
  • Montage magnétique (si surface magnétique et capteur pas trop lourd)

Considérations

  • Montage rigide indispensable (capteur lourd)
  • Fixez fermement pour éviter les vibrations du capteur
  • Vérifiez que la surface de montage est plane et propre
  • Décharge de traction du câble pour éviter de tirer

Alternatives modernes

Pourquoi les accéléromètres sont-ils préférés ?

  • Beaucoup plus petit et plus léger
  • Large gamme de fréquences (0,5 Hz – 50 kHz)
  • Meilleur pour la détection des défauts de roulement
  • Plus robuste
  • Coût inférieur
  • Tendance de l'industrie vers les accéléromètres

L'intégration comme alternative

  • Mesurer l'accélération, l'intégrer à la vitesse
  • Permet de mesurer la vitesse avec les avantages de l'accéléromètre
  • Les instruments modernes rendent l’intégration transparente

Étalonnage et maintenance

Calibrage

  • Calibrage de la table vibrante
  • Vérifier la sensibilité (mV/in/s ou mV/mm/s)
  • Vérifier la réponse en fréquence
  • Étalonnage annuel typique pour les applications critiques

Entretien

  • Manipuler avec précaution (éviter les chutes et les chocs)
  • Vérifier l'état du câble
  • Vérifier la sécurité du montage
  • Tester la sortie périodiquement
  • Remplacer si la sensibilité ou la réponse change

Les capteurs de vitesse, bien que de moins en moins utilisés dans les nouvelles installations, demeurent des capteurs importants pour les systèmes de surveillance permanents existants et certaines applications basse fréquence. Comprendre leur fonctionnement, leurs avantages et leurs limites est essentiel pour la maintenance des systèmes existants et pour un choix éclairé de capteurs lorsque les capteurs de vitesse constituent encore le choix optimal pour des exigences spécifiques en basse fréquence, en alimentation autonome ou en compatibilité.

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