מהו מד תאוצה? מדריך לניתוח רעידות

הגדרה: ליבת מדידת הרטט

אן מד תאוצה הוא מתמר (או חיישן) הממיר תנועה מכנית, ובפרט תאוצה מרעידות או הלם, לאות חשמלי פרופורציונלי. זהו החיישן הנפוץ ביותר בתחום התחזוקה החזויה וניטור המצב. על ידי מדידת התאוצה של רכיבי המכונה, מד תאוצה מספק את הנתונים הגולמיים הדרושים לאבחון מגוון רחב של תקלות מכניות וחשמליות, החל מפגמים במיסבים ועד חוסר איזון וחוסר יישור.

כיצד פועלים מדי תאוצה? העיקרון הפיאזואלקטרי

בעוד שקיימים מספר סוגים של מדי תאוצה, הרוב המכריע המשמשים לניטור מכונות תעשייתיות מבוססים על אפקט פיזואלקטריהנה פירוט פשוט של אופן פעולתם:

1. גביש פיזואלקטרי: בתוך מד התאוצה יש מסה קטנה המחוברת לגביש פיזואלקטרי (לעתים קרובות סוג של קרמיקה כמו PZT).
2. הפעלת כוח: כאשר המכונה רוטטת, בית החיישן נע יחד איתה. עקב האינרציה, המסה הפנימית מתנגדת לתנועה זו ומפעילה כוח על הגביש.
3. יצירת אות: לגביש הפיאזואלקטרי יש תכונה ייחודית: כאשר הוא דחוס או מופעל על ידי לחץ, הוא מייצר מטען חשמלי קטן (מתח) ביחס ישר לכוח המופעל.
4. תְפוּקָה: אות מתח זה מותנה לאחר מכן על ידי אלקטרוניקה פנימית ומועבר דרך כבל לאספן נתונים או למערכת ניטור. אות הפלט הוא ייצוג אנלוגי של תאוצת המכונה בנקודה זו.

סוגי מדי תאוצה

יישומים שונים דורשים סוגים שונים של מדי תאוצה, לכל אחד יתרונות משלו.

מדי תאוצה לשימוש כללי

אלו הם סוסי העבודה של ניטור תעשייתי. בדרך כלל יש להם רגישות של 100 mV/g וטווח תדרים המתאים לרוב המכונות הנפוצות כמו משאבות, מנועים ומאווררים (למשל, מ-2 הרץ עד 10 קילוהרץ).

מדי תאוצה MEMS

מדי תאוצה של מערכות מיקרו-אלקטרו-מכניות (MEMS) הם חיישנים מבוססי סיליקון. הם קטנים מאוד, בעלי צריכת חשמל נמוכה וחסכוניים. למרות שבאופן מסורתי פחות רגישים מסוגים פיזואלקטריים, חיישני MEMS מודרניים משתפרים במהירות והם נפוצים באלקטרוניקה ניידת, יישומי רכב וכמה מערכות ניטור מצב בעלות נמוכה יותר.

מדי תאוצה פיאזורסיסטיים

חיישנים אלה משמשים לבדיקת זעזועים ומדידת תנועה בתדר נמוך. הם יכולים למדוד עד 0 הרץ (תאוצה DC), דבר שימושי עבור יישומים כמו מדידת התאוצה הקבועה בצנטריפוגה.

מדי תאוצה בתדר גבוה

תוכננו במיוחד לגילוי אירועים בתדירות גבוהה, כגון פגמים בהילוכים ובמיסבים בשלב מוקדם. יש להם מסה קטנה יותר ותדר תהודה גבוה יותר, מה שמאפשר להם למדוד במדויק ויברציות של עד 20 קילוהרץ ומעלה.

מפרטים עיקריים ובחירה

בעת בחירת מד תאוצה, מהנדסים שוקלים מספר פרמטרים מרכזיים:

• רגישות (mV/g): רגישות גבוהה יותר מייצרת אות חזק יותר, וזה טוב יותר למדידת תנודות ברמה נמוכה. 100 mV/g הוא סטנדרט נפוץ.
• תגובת תדר: טווח התדרים שהחיישן יכול למדוד במדויק. זה חייב להתאים לתדרי התקלות הצפויים של המכונה.
• טווח טמפרטורות: החיישן חייב להיות מסוגל לעמוד בטמפרטורת ההפעלה של משטח המכונה עליו הוא מותקן.
• שיטת הרכבה: אופן חיבור החיישן למכונה (חיבור עם פין, דבק, מגנט) משפיע באופן משמעותי על דיוק המדידות בתדר גבוה. חיבור עם פין מספק את החיבור ותגובת התדר הטובים ביותר.

יישומים בניטור מצב

מדי תאוצה הם בסיסיים כמעט לכל משימות ניתוח הרטט, כולל:

• תוכניות תחזוקה חזויה: איסוף נתוני רטט שגרתיים כדי לקבוע מגמות של בריאות המכונה ולחזות כשלים.
• אבחון תקלות: זיהוי בעיות ספציפיות כמו חוסר איזון, חוסר יישור, רפיון ובלאי של מיסבים.
• בדיקות קבלה: אימות כי מכונות חדשות או מתוקנות עומדות בדרישות הרטט.
• ניתוח מודאלי: לימוד התדרים הטבעיים וצורות המודים של מבנה.

← חזרה לאינדקס הראשי