एक्सेलेरोमीटर क्या है? कंपन विश्लेषण के लिए एक गाइड

परिभाषा: कंपन मापन का मूल

एक accelerometer एक ट्रांसड्यूसर (या सेंसर) है जो यांत्रिक गति, विशेष रूप से कंपन या झटके से उत्पन्न त्वरण को, एक आनुपातिक विद्युत संकेत में परिवर्तित करता है। यह पूर्वानुमानित रखरखाव और स्थिति निगरानी के क्षेत्र में सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला सेंसर है। मशीन के पुर्जों के त्वरण को मापकर, एक्सेलेरोमीटर, बेयरिंग दोषों से लेकर असंतुलन और गलत संरेखण तक, विभिन्न प्रकार की यांत्रिक और विद्युतीय त्रुटियों के निदान के लिए आवश्यक अपरिष्कृत डेटा प्रदान करता है।

एक्सेलेरोमीटर कैसे काम करते हैं? पीजोइलेक्ट्रिक सिद्धांत

यद्यपि कई प्रकार के एक्सेलेरोमीटर मौजूद हैं, औद्योगिक मशीनरी निगरानी के लिए उपयोग किए जाने वाले अधिकांश एक्सेलेरोमीटर निम्न पर आधारित हैं: पीजोइलेक्ट्रिक प्रभावयहां उनके काम करने के तरीके का सरल विवरण दिया गया है:

1. पीजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल: एक्सेलेरोमीटर के अंदर एक छोटा सा पिंड होता है जो पीजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल (अक्सर PZT जैसा एक प्रकार का सिरेमिक) से जुड़ा होता है।
2. बल लगाना: जब मशीन कंपन करती है, तो सेंसर हाउसिंग भी उसके साथ गति करती है। जड़त्व के कारण, आंतरिक द्रव्यमान इस गति का प्रतिरोध करता है और क्रिस्टल पर बल लगाता है।
3. सिग्नल उत्पन्न करना: पीजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल का एक अनूठा गुण है: जब इसे संपीड़ित या तनाव दिया जाता है, तो यह एक छोटा विद्युत आवेश (वोल्टेज) उत्पन्न करता है जो लागू बल के सीधे आनुपातिक होता है।
4. Output: इस वोल्टेज सिग्नल को फिर आंतरिक इलेक्ट्रॉनिक्स द्वारा कंडीशन किया जाता है और एक केबल के ज़रिए डेटा कलेक्टर या मॉनिटरिंग सिस्टम तक पहुँचाया जाता है। आउटपुट सिग्नल उस बिंदु पर मशीन के त्वरण का एक एनालॉग प्रतिनिधित्व होता है।

एक्सेलेरोमीटर के प्रकार

विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए विभिन्न प्रकार के एक्सेलेरोमीटर की आवश्यकता होती है, जिनमें से प्रत्येक की अपनी-अपनी खूबियां होती हैं।

सामान्य प्रयोजन एक्सेलेरोमीटर

ये औद्योगिक निगरानी के लिए सबसे कारगर उपकरण हैं। इनकी संवेदनशीलता आमतौर पर 100 mV/g होती है और इनकी आवृत्ति सीमा पंप, मोटर और पंखों जैसी अधिकांश सामान्य मशीनों के लिए उपयुक्त होती है (जैसे, 2 Hz से 10 kHz तक)।

एमईएमएस एक्सेलेरोमीटर

माइक्रो-इलेक्ट्रो-मैकेनिकल सिस्टम (MEMS) एक्सेलेरोमीटर सिलिकॉन-आधारित सेंसर होते हैं। ये बहुत छोटे, कम ऊर्जा-कुशल और किफ़ायती होते हैं। हालाँकि पारंपरिक रूप से ये पीज़ोइलेक्ट्रिक प्रकारों की तुलना में कम संवेदनशील होते हैं, आधुनिक MEMS सेंसर तेज़ी से विकसित हो रहे हैं और पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक्स, ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों और कुछ कम लागत वाली स्थिति निगरानी प्रणालियों में आम हो गए हैं।

पीजोरेसिस्टिव एक्सेलेरोमीटर

इन सेंसरों का उपयोग शॉक परीक्षण और निम्न-आवृत्ति गति मापने के लिए किया जाता है। ये 0 हर्ट्ज़ (डीसी त्वरण) तक माप सकते हैं, जो सेंट्रीफ्यूज में स्थिर त्वरण मापने जैसे अनुप्रयोगों के लिए उपयोगी है।

उच्च-आवृत्ति एक्सेलेरोमीटर

इन्हें विशेष रूप से उच्च-आवृत्ति की घटनाओं, जैसे कि प्रारंभिक चरण के गियर और बेयरिंग दोषों का पता लगाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इनका द्रव्यमान कम और अनुनाद आवृत्ति अधिक होती है, जिससे ये 20 kHz या उससे अधिक तक के कंपनों को सटीक रूप से माप सकते हैं।

मुख्य विनिर्देश और चयन

एक्सेलेरोमीटर चुनते समय, इंजीनियर कई प्रमुख मापदंडों पर विचार करते हैं:

• संवेदनशीलता (mV/g): उच्च संवेदनशीलता से अधिक मजबूत संकेत उत्पन्न होता है, जो निम्न-स्तरीय कंपनों को मापने के लिए बेहतर होता है। 100 mV/g एक सामान्य मानक है।
• आवृत्ति प्रतिक्रिया: सेंसर द्वारा मापी जा सकने वाली आवृत्तियों की सीमा। यह मशीन की अपेक्षित दोष आवृत्तियों से मेल खानी चाहिए।
• Temperature Range: सेंसर को उस मशीन सतह के प्रचालन तापमान को सहन करने में सक्षम होना चाहिए जहां इसे लगाया गया है।
• माउंटिंग विधि: सेंसर को मशीन से जोड़ने का तरीका (स्टड माउंट, चिपकाने वाला पदार्थ, चुंबक) उच्च-आवृत्ति मापों की सटीकता को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है। स्टड माउंट सर्वोत्तम कनेक्शन और आवृत्ति प्रतिक्रिया प्रदान करता है।

स्थिति निगरानी में अनुप्रयोग

एक्सेलेरोमीटर लगभग सभी कंपन विश्लेषण कार्यों के लिए मौलिक हैं, जिनमें शामिल हैं:

• पूर्वानुमानित रखरखाव कार्यक्रम: मशीन के स्वास्थ्य का रुझान जानने और विफलताओं की भविष्यवाणी करने के लिए नियमित कंपन डेटा एकत्र करना।
• दोष निदान: असंतुलन, गलत संरेखण, ढीलापन और बेयरिंग घिसाव जैसे विशिष्ट मुद्दों की पहचान करना।
• स्वीकृति परीक्षण: यह सत्यापित करना कि नई या मरम्मत की गई मशीनरी कंपन विनिर्देशों को पूरा करती है।
• मॉडल विश्लेषण: किसी संरचना की प्राकृतिक आवृत्तियों और मोड आकृतियों का अध्ययन करना।

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