ट्रांसड्यूसर: कंपन विश्लेषण के सेंसर
में कंपन विश्लेषण, एक ट्रांसड्यूसर एक उपकरण है जो भौतिक, यांत्रिक गति को परिवर्तित करता है — कंपन — एक आनुपातिक विद्युत संकेत में कि एक डेटा कलेक्टर या मॉनिटरिंग सिस्टम संसाधित, माप और विश्लेषण कर सकता है। ट्रांसड्यूसर प्राथमिक सेंसर होते हैं और मापन श्रृंखला की पहली कड़ी हैं; एक विश्वसनीय ट्रांसड्यूसर के बिना कोई सार्थक विश्लेषण संभव नहीं है। सही ट्रांसड्यूसर का चयन एक महत्वपूर्ण निर्णय है जो मशीन के प्रकार, उसकी चलने की गति और निगरानी किए जा रहे विशिष्ट दोषों पर निर्भर करता है — क्योंकि प्रत्येक ट्रांसड्यूसर प्रकार स्वाभाविक रूप से कंपन की तस्वीर के अलग-अलग हिस्से के प्रति संवेदनशील होता है।
1. मापन श्रृंखला और तीन पैरामीटर
कंपन को तीन संबंधित मात्राओं में से किसी एक द्वारा वर्णित किया जा सकता है, और ट्रांसड्यूसर जिस मात्रा को मापता है, वह यह निर्धारित करती है कि वह किस क्षेत्र में उत्कृष्टता प्राप्त करता है। विस्थापन निम्न आवृत्ति पर प्रभुत्व रखता है और मोटे आंदोलनों को दर्शाता है; वेग यह मध्य-बैंड में सबसे तटस्थ माप है जहाँ अधिकांश सामान्य दोष मौजूद होते हैं; और त्वरण यह उन उच्च-आवृत्ति वाली घटनाओं पर जोर देता है जो शुरुआती बेयरिंग और गियर क्षति का संकेत देती हैं। ये तीनों गणितीय रूप से जुड़े हुए हैं — एकीकरण त्वरण संकेत को वेग में, और फिर विस्थापन में परिवर्तित करता है — इसीलिए एक ही सेंसर इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ कई भूमिकाएँ निभा सकता है। पैरामीटर चाहे जो भी हो, ट्रांसड्यूसर श्रृंखला के बाकी हिस्सों को संकेत प्रदान करता है: सिग्नल कंडीशनिंग, डिजिटलीकरण, और अंत में विश्लेषक।
2. कंपन ट्रांसड्यूसर के तीन मुख्य प्रकार
औद्योगिक मशीन निगरानी में तीन मुख्य प्रकार के ट्रांसड्यूसर का उपयोग किया जाता है, जिनमें से प्रत्येक कंपन के एक अलग भौतिक पैरामीटर को मापता है।
एक्सेलेरोमीटर (त्वरण मापता है)
The त्वरणमापी यह अब तक का सबसे आम और बहुमुखी कंपन ट्रांसड्यूसर है। यह उस संरचना के त्वरण को मापता है जिस पर इसे लगाया जाता है।
- सिद्धांत: अधिकांश औद्योगिक इकाइयाँ हैं पीजोइलेक्ट्रिक, एक ऐसे क्रिस्टल का उपयोग करते हुए जो आंतरिक भूकंपीय द्रव्यमान द्वारा तनावग्रस्त होने पर आवेश उत्पन्न करता है।
- ताकत: अत्यंत व्यापक आवृत्ति सीमा, उत्कृष्ट मजबूती, कई उपलब्ध डिज़ाइन, और लगभग किसी भी मशीन के लिए उपयुक्तता। ये विशेष रूप से उच्च-आवृत्ति घटनाओं का पता लगाने में उत्कृष्ट हैं।
- मुख्य उपयोग: कम-गति वाली मशीनों से लेकर बहुत उच्च-गति वाली टर्बोमशीनरी तक की सामान्य-उद्देश्यीय मशीनरी की निगरानी, और उच्च-आवृत्ति दोषों जैसे के लिए प्रमुख सेंसर बेयरिंग and गियर दोष.
वेलोसिटी ट्रांसड्यूसर (वेग मापता है)
ए वेग ट्रांसड्यूसर यह एक इलेक्ट्रोडायनामिक सेंसर है जो कंपन वेग को सीधे मापता है।
- सिद्धांत: यह एक माइक्रोफ़ोन की तरह काम करता है — तार की एक कुंडली एक चुंबकीय क्षेत्र में लटकी होती है, और जैसे ही आवरण कंपन करता है, कुंडली और चुंबक के बीच सापेक्ष गति के अनुपात में एक वोल्टेज उत्पन्न करती है।
- ताकत: मध्यम आवृत्ति बैंड (लगभग 10 हर्ट्ज से 1,000 हर्ट्ज) में एक मजबूत, कम-शोर संकेत, ठीक वहीं जहाँ आम खामियाँ जैसे असंतुलित होना and मिसलिग्न्मेंट दिखाई देता है, और बाहरी बिजली की कोई आवश्यकता नहीं है।.
- कमजोरियां: एक एक्सेलेरोमीटर से अधिक नाजुक, सीमित आवृत्ति सीमा और चुंबकीय क्षेत्रों तथा माउंटिंग अभिविन्यास के प्रति संवेदनशील। क्लासिक स्व-उत्पादक कॉइल-और-चुंबक डिजाइन — वेलोमीटर — को इलेक्ट्रॉनिक इंटीग्रेशन वाले एक्सेलेरोमीटरों ने काफी हद तक प्रतिस्थापित कर दिया है।
- मुख्य उपयोग: ऐतिहासिक रूप से, जब तक कि मजबूत एक्सेलेरोमीटर आम नहीं हो गए थे, तब तक यह सामान्य निगरानी के लिए मुख्य उपकरण था, और मध्य-आवृत्ति सीमा में स्थायी स्थापनाओं के लिए आज भी कभी-कभी चुना जाता है।
निकटता जांच (विस्थापन मापती है)
The निकटता जांच, या भंवर धारा जांच, एक बिना संपर्क वाला ट्रांसड्यूसर है जो एक घूमते हुए शाफ्ट के विस्थापन को मापता है।
- सिद्धांत: यह शाफ्ट की सतह में भंवर धाराओं (एडी करंट) को प्रेरित करने और मापने के लिए एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र का उपयोग करता है, जिससे प्रोब की नोक और शाफ्ट के बीच की दूरी का पता चलता है।
- ताकत: यह आवरण के बजाय शाफ्ट की वास्तविक गति को मापता है, यह संपर्क रहित है, और इसकी प्रतिक्रिया 0 हर्ट्ज़ (डीसी) तक पहुँचती है, इसलिए यह शाफ्ट की औसत स्थिति के साथ-साथ उसके कंपन को भी दर्शाता है।
- मुख्य उपयोग: द्रव-पट्टी पर महत्वपूर्ण, उच्च-गति टर्बोमशीनरी की सुरक्षा और निगरानी के लिए अनिवार्य। जर्नल बीयरिंग — टर्बाइनों और कम्प्रेसरों — और का विश्लेषण करने के लिए शाफ्ट कक्षा and केंद्ररेखा स्थिति.
3. सही ट्रांसड्यूसर का चयन
किसी भी निगरानी कार्यक्रम को स्थापित करते समय ट्रांसड्यूसर का चयन एक महत्वपूर्ण कदम है। सामान्य नियम यह है कि अपेक्षित दोषों की आवृत्ति सीमा में सबसे संवेदनशील सेंसर का चयन किया जाए:
- Use निकटता जांच द्रव-पट्टी-बेयरिंग मशीनों पर शाफ्ट की गति के लिए, जहाँ शाफ्ट अपेक्षाकृत स्थिर आवरण के भीतर काफी हद तक चल सकता है।
- Use त्वरणमापक बाकी सभी चीज़ों के लिए, क्योंकि ये सबसे बहुमुखी हैं। मध्य-आवृत्ति दोषों के विश्लेषण के लिए सिग्नल को वेग के साथ एकीकृत किया जा सकता है या उच्च-आवृत्ति दोषों के लिए सीधे त्वरण के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।
दो व्यावहारिक कारक इस विकल्प को पूरा करते हैं। ट्रांसड्यूसर का संवेदनशीलता अपेक्षित कम्पन आयाम के अनुरूप होना चाहिए — बहुत कम होने पर छोटे दोष शोर में खो जाते हैं, बहुत अधिक होने पर मजबूत संकेत कट जाते हैं — और इसका उपयोग योग्य आवृत्ति दायरा रुचि की दोष आवृत्तियों को कवर करना चाहिए। चार्ज-आउटपुट पीज़ोइलेक्ट्रिक सेंसरों को इसके अतिरिक्त एक मेल खाते प्रीऍम्प्लिफायर की आवश्यकता होती है चार्ज एम्पलीफायर श्रृंखला में.
4. क्षेत्रीय संतुलन और निदान में ट्रांसड्यूसर
एक पोर्टेबल उपकरण में ट्रांसड्यूसर वह घटक है जिस पर बाकी सब कुछ निर्भर करता है। एक दो-चैनल फील्ड एनालाइज़र जैसे कि Balanset-1A दो analog MEMS accelerometers को phase reference के लिए एक optical tachometer के साथ जोड़ता है, जो मशीन के अपनी supports पर operating speed पर चलते समय प्रत्येक bearing पर synchronized amplitude और phase कैप्चर करता है। यही accelerometer-based chain instrument को single- और two-plane balancing के लिए correction weights की गणना करने और नियमित कंपन निगरानी — इस सामान्य सिद्धांत का एक स्पष्ट उदाहरण कि अधिकांश घूमने वाली मशीनरी के कार्यों के लिए एक्सेलेरोमीटर डिफ़ॉल्ट ट्रांसड्यूसर होता है, प्रॉक्सिमिटी प्रोब और के साथ भूकंपीय ट्रांसड्यूसर उन मामलों के लिए आरक्षित, जिनके लिए उनकी भौतिकी सबसे उपयुक्त है।.
