מתמרים: חיישני ניתוח רעידות
ב ניתוח רטט, א מַתמֵר הוא מכשיר הממיר תנועה פיזית ומכנית — רֶטֶט — לאות חשמלי פרופורציונלי ש- אספן נתונים או שמערכת הניטור יכולה לעבד, למדוד ולנתח. מתמרים הם החיישנים העיקריים והחוליה הראשונה בשרשרת המדידה; ללא מתמר אמין, לא ניתן לבצע ניתוח משמעותי. בחירת המתמר הנכון היא החלטה קריטית התלויה בסוג המכונה, במהירות פעולתה ובתקלות הספציפיות הנמצאות תחת ניטור — שכן כל סוג מתמר רגיש מטבעו לחלק אחר בתמונת הרטט.
1. שרשרת המדידה ושלושת הפרמטרים
ניתן לתאר רטט באמצעות כל אחד משלושה גדלים קשורים, והגדל שמודד המתמר קובע את התחומים שבהם הוא מצטיין. תְזוּזָה שולט בתדרים הנמוכים ומשקף תנועה גסה; מְהִירוּת הוא המדד המאוזן ביותר בטווח התדרים הבינוני, שבו מתרחשות רוב התקלות הנפוצות; ו תְאוּצָה מדגיש את האירועים התכופים המעידים על נזק מוקדם למסבים ולהילוכים. השלושה קשורים זה לזה מבחינה מתמטית — שילוב ממיר אות תאוצה למהירות, ומשם שוב לתזוזה — וזו הסיבה שחיישן בודד יכול, בעזרת רכיבים אלקטרוניים, למלא מספר תפקידים. לא משנה מהו הפרמטר, המתמר מספק נתונים לשאר הרכיבים בשרשרת: עיבוד האות, דיגיטציה, ולבסוף למנתח הנתונים.
2. שלושת הסוגים העיקריים של מתמרים לרטט
ישנם שלושה סוגים עיקריים של מתמרים המשמשים בניטור מכונות תעשייתיות, כל אחד מהם מודד פרמטר פיזיקלי שונה של רטט.
מד התאוצה (מודד תאוצה)
ה מד תאוצה הוא ללא ספק מתמר הרטט הנפוץ והרב-תכליתי ביותר. הוא מודד את תאוצת המבנה עליו הוא מורכב.
- עִקָרוֹן: רוב המפעלים התעשייתיים הם פיזואלקטרי, תוך שימוש בגביש המייצר מטען חשמלי כאשר הוא נתון ללחץ מצד מסה סיסמית פנימית.
- נקודות חוזק: טווח תדרים רחב במיוחד, עמידות גבוהה, מגוון רחב של דגמים זמינים, והתאמה כמעט לכל מכונה. הם מצטיינים במיוחד בזיהוי אירועים בתדרים גבוהים.
- שימוש עיקרי: ניטור מכונות לשימוש כללי, החל ממכונות במהירות נמוכה ועד למכונות טורבו במהירות גבוהה מאוד, והחיישן המועדף לאיתור תקלות בתדרים גבוהים כגון מֵסַב and פגמים בהילוך.
מתמר המהירות (מודד מהירות)
א מתמר מהירות הוא חיישן אלקטרודינמי המודד את מהירות התנודה באופן ישיר.
- עִקָרוֹן: זה פועל כמו מיקרופון — סליל תיל תלוי בשדה מגנטי, וכאשר המארז רוטט, התנועה היחסית בין הסליל למגנט מייצרת מתח החשמלי הפרופורציונלי למהירות.
- נקודות חוזק: אות חזק ובעל רעש נמוך בכל טווח התדרים הבינוניים (בערך 10 הרץ עד 1,000 הרץ), בדיוק במקום שבו מתרחשות תקלות נפוצות כמו לְהוֹצִיא מְשִׁוּוּי מִשְׁקָל and חוסר יישור מופיע, ואין צורך באספקת חשמל חיצונית.
- חולשות: שביר יותר ממאיץ, עם טווח תדרים מוגבל ורגישות לשדות מגנטיים ולכיוון ההתקנה. העיצוב הקלאסי של סליל ומגנט המייצרים אנרגיה בעצמם — ה וולומדר — הוחלף ברובו על ידי מד-תאוצה עם אינטגרציה אלקטרונית.
- שימוש עיקרי: מבחינה היסטורית, זה היה הכלי העיקרי לניטור כללי לפני שהמד-תאוצה החזקים הפכו נפוצים, ולעתים הוא עדיין נבחר להתקנות קבועות בטווח התדרים הבינוני.
חיישן הקרבה (מודד תזוזה)
ה גשש קרבה, או גשש זרם מערבולת, הוא מתמר ללא מגע המודד את תזוזה של פיר מסתובב.
- עִקָרוֹן: הוא משתמש בשדה אלקטרומגנטי כדי לייצר ולמדוד זרמי מערבולת על פני השטח של הפיר, ובכך לזהות את המרווח שבין קצה הבדיקה לפיר.
- נקודות חוזק: הוא מודד את התנועה בפועל של הפיר עצמו ולא של המעטפת, הוא פועל ללא מגע, ותגובתו מגיעה עד 0 הרץ (זרם ישר), ולכן הוא קולט הן את המיקום הממוצע של הפיר והן את הרטט שלו.
- שימוש עיקרי: חיוני להגנה ולניטור של מכונות טורבו קריטיות ומהירות גבוהה הפועלות על סרט נוזלי מיסבי יומן — טורבינות ומדחסים — ולניתוח ה- מסלול הפיר and מיקום על קו האמצע.
3. בחירת המתמר המתאים
בחירת מתמר היא שלב מכריע בהקמת כל תוכנית ניטור. הכלל הוא לבחור את החיישן הרגיש ביותר בטווח התדרים של התקלות הצפויות:
- Use גלאי קרבה לתנועת פיר במכונות עם מיסבים בעלי סרט נוזלי, שבהן הפיר יכול לנוע באופן משמעותי בתוך מעטפת יחסית נייחת.
- Use מדי תאוצה לכל השאר, מכיוון שהם הרב-תכליתיים ביותר. ניתן לשלב את האות למהירות לצורך ניתוח תקלות בתדר בינוני או להשתמש בו ישירות כתאוצה עבור תקלות בתדר גבוה.
שני גורמים מעשיים משלימים את הבחירה. המתמר רְגִישׁוּת חייב להתאים למשרעת הרטט הצפויה — אם הוא נמוך מדי, תקלות קטנות הולכות לאיבוד ברעש; אם הוא גבוה מדי, אותות חזקים נחתכים — והשימוש בו תֶדֶר טווח זה חייב לכסות את תדרי התקלה הרלוונטיים. חיישנים פיזואלקטריים עם פלט מטען זקוקים בנוסף להתאמה מגבר מטען in the chain.
4. מתמרים באיזון שדה ובאבחון
במכשיר נייד, המתמר הוא הרכיב שעליו תלויים כל שאר הרכיבים. מנתח שדה דו-ערוצי כגון ה- באלאנסט-1א בדרך כלל משלבים שני מד-תאוצה מסוג IEPE עם מד-מהירות אופטי המשמש כנקודת ייחוס פאזית, וכך נמדדים המשרעת והפאזה באופן מסונכרן בכל מיסב בזמן שהמכונה פועלת על תומכיה במהירות תפעול. שרשרת זו, המבוססת על מד-תאוצה, היא שמאפשרת למכשיר לחשב משקלי תיקון לאיזון חד-מישורי ודו-מישורי ולבצע בדיקות שגרתיות ניטור רעידות — דוגמה מובהקת לעיקרון הכללי שלפיו מד התאוצה הוא מתמר ברירת המחדל ברוב המכריע של העבודות הקשורות למכונות מסתובבות, יחד עם חיישן הקרבה ו- מתמר סיסמי שמורות למקרים שבהם המאפיינים הפיזיקליים שלהן מתאימים ביותר.
