एक्सेलेरोमीटर क्या है? कंपन विश्लेषण के लिए एक गाइड
एक त्वरणमापी एक है ट्रांसड्यूसर (या सेंसर) जो यांत्रिक गति को परिवर्तित करता है — विशेष रूप से त्वरण कंपन या झटके से उत्पन्न — एक आनुपातिक विद्युत संकेत में। यह मशीनरी स्वास्थ्य निगरानी में अब तक का सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला सेंसर है। पूर्वानुमानित रखरखाव and स्थिति निगरानी. किसी मशीन पर किसी बिंदु की वेग परिवर्तन की दर को मापकर, एक एक्सेलेरोमीटर कच्चा डेटा प्रदान करता है जो एक विश्लेषक को यांत्रिक और विद्युत संबंधी दोषों की एक विस्तृत श्रृंखला का निदान करने में सक्षम बनाता है — से बेयरिंग दोष को असंतुलित होना and मिसलिग्न्मेंट.
1. परिभाषा: कम्पन मापन का मूल
घूर्णनशील मशीनरी पर मापने के लिए त्वरण एक स्वाभाविक मात्रा है क्योंकि वे गतिशील बल जो मशीन को नुकसान पहुँचाते हैं — भारी स्थान से उत्पन्न अपकेंद्री बल, टूटे हुए बेयरिंग रेस से टक्कर — त्वरण के साथ बढ़ते हैं। एक एक्सेलेरोमीटर सीधे उन बलों पर प्रतिक्रिया करता है, और यही कारण है कि यह लगभग हर आधुनिक कंपन निगरानी प्रणाली के केंद्र में स्थित है। कंपन विश्लेषक and डेटा कलेक्टर.
एक्सेलेरोमीटर की व्यावहारिक शक्तियों में से एक यह है कि इसके त्वरण संकेत को इलेक्ट्रॉनिक रूप से एकीकृत एक बार देने के लिए वेग (मिमी/सेकंड), और दो बार देने के लिए विस्थापन (µm). इसलिए एक ही अच्छी तरह से स्थापित सेंसर तीनों क्लासिक कंपन इकाइयों को कवर करता है, जिससे विश्लेषक उस सेंसर को चुन सकता है जो किसी विशिष्ट दोष को सबसे अच्छी तरह प्रकट करता है।.
2. एक्सेलेरोमीटर कैसे काम करते हैं? पीज़ोइलेक्ट्रिक सिद्धांत
यद्यपि कई भौतिक सिद्धांत मौजूद हैं, औद्योगिक मशीनरी के लिए उपयोग किए जाने वाले अधिकांश एक्सेलेरोमीटर आधारित हैं पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव. कार्य करने की प्रक्रिया सरल है:
- पीजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल: सेंसर के अंदर एक छोटा भूकंपीय द्रव्यमान एक से जुड़ा होता है। पीजोइलेक्ट्रिक तत्त्व — आमतौर पर PZT जैसी एक सिरेमिक, या प्रीमियम सेंसरों में एक सटीक-कट क्वार्ट्ज क्रिस्टल।.
- बल का प्रयोग: जब मशीन कंपन करती है, तो आवास भी उसके साथ हिलता है। जड़त्व के कारण, आंतरिक द्रव्यमान उस गति का विरोध करता है और क्रिस्टल पर एक बल लगाता है — जो न्यूटन के दूसरे नियम के अनुसार द्रव्यमान गुणा त्वरण के बराबर होता है।.
- एक संकेत उत्पन्न करना: एक तनावग्रस्त पीज़ोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल एक सूक्ष्म विद्युत आवेश उत्पन्न करता है जो लगाए गए बल के समानुपाती होता है, और इसलिए त्वरण के समानुपाती होता है।
- आउटपुट: आंतरिक इलेक्ट्रॉनिक्स इस आवेश को संसाधित करते हैं और इसे एक केबल के माध्यम से डेटा कलेक्टर या निगरानी प्रणाली तक उस बिंदु पर त्वरण के एनालॉग प्रतिनिधित्व के रूप में भेजते हैं।.
उस चार्ज की स्थिति कैसे निर्धारित होती है, यह दो सामान्य परिवारों को परिभाषित करती है। एक चार्ज-आउटपुट सेंसर कच्चा चार्ज एक बाहरी उपकरण को पहुँचाता है। चार्ज एम्पलीफायर और बहुत उच्च तापमान सहन करता है। उद्योग में कहीं अधिक आम है आईईपीई (या वोल्टेज-मोड) प्रकार, जो सेंसर में एम्पलीफ़ायर को एकीकृत करता है और एक निम्न-प्रतिबाधा वोल्टेज उत्पन्न करता है जो साधारण दो-तार केबल में भी अच्छी तरह से यात्रा करता है। सबसे मजबूत डिज़ाइन एक का उपयोग करते हैं। काट निर्माण, जो क्रिस्टल को आधार मुड़ाव और तापीय क्षणिकताओं से अलग करता है।.
3. एक्सेलेरोमीटर के प्रकार
विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए अलग-अलग सेंसरों की आवश्यकता होती है, जिनमें से प्रत्येक की अपनी ताकत होती है।.
सामान्य-उद्देश्य एक्सेलेरोमीटर
ये औद्योगिक निगरानी के कार्यघोड़े हैं। ये आमतौर पर एक प्रदान करते हैं। संवेदनशीलता 100 mV/g का और एक आवृत्ति सीमा जो पंप, मोटर और पंखे जैसी अधिकांश सामान्य मशीनरी के लिए उपयुक्त है — लगभग 2 Hz से 10 kHz तक।.
एमईएमएस एक्सेलेरोमीटर
माइक्रो-इलेक्ट्रो-मैकेनिकल सिस्टम्स (MEMS) एक्सेलेरोमीटर सिलिकॉन-आधारित, बहुत छोटे, कम-शक्ति वाले और लागत-प्रभावी होते हैं। ऐतिहासिक रूप से पीज़ोइलेक्ट्रिक प्रकारों की तुलना में कम संवेदनशील, आधुनिक MEMS उपकरण तेजी से बेहतर हो रहे हैं और पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक्स, ऑटोमोटिव सिस्टम, वायरलेस निगरानी नोड्स और कम-लागत स्थिति-निगरानी प्रतिष्ठान।.
पीजोरेसिस्टिव एक्सेलेरोमीटर
झटका परीक्षण और निम्न-आवृत्ति गति के लिए उपयोग किए जाने वाले ये सेंसर 0 हर्ट्ज़ (डीसी त्वरण) तक प्रतिक्रिया देते हैं, जो इन्हें सेंट्रीफ्यूज में स्थिर त्वरण या वाहन की धीमी सवारी गति को मापने के लिए उपयोगी बनाता है।.
उच्च-आवृत्ति एक्सेलेरोमीटर
प्रारंभिक चरण में गियर और बेयरिंग क्षति जैसी उच्च-आवृत्ति घटनाओं को पकड़ने के लिए डिज़ाइन किए गए ये सेंसर एक छोटे भूकंपीय द्रव्यमान और उच्च अनुनादी आवृत्ति का उपयोग करते हैं, जिससे 20 kHz या उससे अधिक तक सटीक मापन संभव होता है — वह सीमा जहाँ तकनीकें जैसे एन्वेलोप विश्लेषण और शॉक पल्स विधि जीवंत।
4. प्रमुख विनिर्देश और चयन
एक एक्सेलेरोमीटर चुनते समय, इंजीनियर कई मापदंडों पर विचार करते हैं:
- संवेदनशीलता (mV/g): उच्च संवेदनशीलता अधिक शक्तिशाली आउटपुट देती है, जो निम्न-स्तरीय कंपन का पता लगाने के लिए बेहतर है; 100 mV/g सामान्य औद्योगिक मानक है।.
- आवृत्ति प्रतिक्रिया: वह बैंड जिसके भीतर सेंसर सटीक रूप से पढ़ता है। इसे अपेक्षित को कवर करना चाहिए। दोष आवृत्तियों मशीन का, सेंसर के अपने नीचे एक आरामदायक मार्जिन के साथ प्राकृतिक (अनुनादी) आवृत्ति.
- तापमान की सीमा: सेंसर को उस सतह के तापमान का सामना करना चाहिए जहाँ इसे स्थापित किया गया है; एक तापमान सेंसर अक्सर संयुक्त निगरानी के लिए सह-स्थित किया जाता है।.
- स्थापना विधि: सेंसर कैसे जुड़ता है — स्टड, चिपकने वाला या चुंबक — यह उच्च-आवृत्ति सटीकता को बहुत प्रभावित करता है। के अनुसार एक स्टड माउंट आईएसओ 5348 सबसे अच्छा कूपलिंग और सबसे व्यापक उपयोगी बैंडविड्थ प्रदान करता है; मार्ग कार्य के लिए एक चुंबक सुविधाजनक होता है लेकिन यह ऊपरी आवृत्ति सीमा को कम कर देता है। खराब बढ़ते एक झूठा सिग्नल पेश कर सकता है माउंटिंग अनुनाद जो मशीन की खराबी का भ्रम पैदा करता है।
आप दिए गए अटैचमेंट की बैंडविड्थ पेनल्टी का अनुमान लगा सकते हैं एक्सेलेरोमीटर माउंटिंग रेजोनेंस कैलकुलेटर किसी माउंटिंग योजना को अपनाने से पहले।
5. स्थिति निगरानी में अनुप्रयोग
एक्सेलेरोमीटर लगभग हर चीज़ का आधार हैं। कंपन विश्लेषण कार्य, जिसमें शामिल हैं:
- पूर्वानुमानित रखरखाव कार्यक्रम: एक पर नियमित डेटा एकत्र करना मार्ग मशीन की स्वास्थ्य स्थिति का रुझान विश्लेषण करना और विफलताओं का पूर्वानुमान लगाना।
- दोष निदान: असंतुलन, विसंगति का पता लगाना, ढील and बेयरिंग घिसाव से कंपन स्पेक्ट्रम.
- स्वीकृति परीक्षण: यह सत्यापित करना कि नई या मरम्मत की गई मशीनरी कंपन विनिर्देशों जैसे कि आईएसओ 20816 (ISO 10816 का आधुनिक उत्तराधिकारी)
- मोडल विश्लेषण: का अध्ययन प्राकृतिक आवृत्तियाँ and मोड आकार किसी संरचना का।
क्षेत्र संतुलन इन नौकरियों में सबसे अधिक माँग वाली नौकरियों में से एक है, क्योंकि इसमें दोनों एम्प्लिट्यूड की आवश्यकता होती है। and वे चरण प्रति क्रांति के एक बार के कंपन का। एक पोर्टेबल दो-चैनल यंत्र जैसे कि Balanset-1A अपने दो एक्सेलेरोमीटरों को लेता है, उन्हें एक से लॉक करता है। टैकोमीटर पल्स, और संचालन गति पर मशीन के अपने बेयरिंग्स में सीधे 1× आयाम और चरण को मापता है — जिससे कच्चे एक्सेलेरोमीटर सिग्नल को ऑन-साइट रोटर को संतुलित करने के लिए आवश्यक प्रभाव गुणांकों और सुधार भारों में बदल दिया जाता है।
