वेग ट्रांसड्यूसर को समझना
परिभाषा: वेग ट्रांसड्यूसर क्या है?
वेग ट्रांसड्यूसर (इसे वेलोमीटर, भूकंपीय सेंसर, या मूविंग-कॉइल सेंसर) एक स्व-उत्पादक है कंपन सेंसर जो कंपन के सीधे आनुपातिक आउटपुट वोल्टेज उत्पन्न करता है वेग बिना किसी बाहरी शक्ति या सिग्नल कंडीशनिंग की आवश्यकता के। यह विद्युत चुम्बकीय प्रेरण सिद्धांतों पर काम करता है—जब कंपन होता है, तो स्प्रिंगों पर लटका हुआ चुंबक कुंडली के सापेक्ष गति करता है, जिससे कुंडली और चुंबक के बीच सापेक्ष वेग के समानुपाती वोल्टेज उत्पन्न होता है, जो कंपन वेग के बराबर होता है।.
1950 से 1980 के दशक तक वेलोसिटी ट्रांसड्यूसर प्रमुख कंपन संवेदक थे और आज भी स्थायी निगरानी प्रतिष्ठानों और कुछ पोर्टेबल उपकरणों में इनका उपयोग किया जाता है। हालाँकि, अब इनका स्थान बड़े पैमाने पर ट्रांसड्यूसर ने ले लिया है। accelerometers नए प्रतिष्ठानों में एक्सेलेरोमीटर के छोटे आकार, व्यापक आवृत्ति रेंज और असर दोष का पता लगाने के लिए आवश्यक उच्च आवृत्ति क्षमता के कारण।.
संचालन सिद्धांत
इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंडक्शन
- कुंडली के अंदर स्प्रिंग द्वारा निलंबित स्थायी चुंबक
- कंपन आवास और कुंडली को हिलाता है
- चुंबक का जड़त्व उसे अपेक्षाकृत स्थिर रखता है (अनुनाद से ऊपर)
- कुंडली और चुंबक के बीच सापेक्ष गति
- गति कुंडली में वोल्टेज प्रेरित करती है (फैराडे का नियम: V ∝ वेग)
- आउटपुट वोल्टेज कंपन वेग के सीधे आनुपातिक
स्व उत्पन्न
- किसी बाहरी शक्ति की आवश्यकता नहीं
- निष्क्रिय पारगमन
- सरल कनेक्शन (दो तार)
- स्वाभाविक रूप से विफलता-सुरक्षित (बिजली विफलता की कोई समस्या नहीं)
विशेषताएँ
आवृत्ति प्रतिक्रिया
- निम्न-आवृत्ति सीमा: प्राकृतिक आवृत्ति (आमतौर पर 8-15 हर्ट्ज)
- उपयोग योग्य सीमा: 2× प्राकृतिक आवृत्ति से ऊपर (न्यूनतम 16-30 हर्ट्ज)
- उच्च आवृत्ति सीमा: आमतौर पर 1-2 kHz
- सपाट प्रतिक्रिया: प्रयोग योग्य सीमा में विस्तृत समतल क्षेत्र
- इसके लिए सर्वश्रेष्ठ: 10-1000 हर्ट्ज (सामान्य मशीनरी आवृत्तियाँ)
Sensitivity
- विशिष्ट: 10-500 mV प्रति इंच/सेकंड (400-20,000 mV प्रति मिमी/सेकंड)
- सामान्य: 100 mV/in/s या 4000 mV/mm/s
- कम कंपन अनुप्रयोगों के लिए उच्च संवेदनशीलता
- उच्च-कंपन माप के लिए कम संवेदनशीलता
आकार और वजन
- अपेक्षाकृत बड़ा (50-100 मिमी लंबा, 25-40 मिमी व्यास)
- भारी (सामान्यतः 100-500 ग्राम)
- एक्सेलेरोमीटर से बहुत बड़ा
- द्रव्यमान हल्के ढाँचों पर माप को प्रभावित कर सकता है
लाभ
प्रत्यक्ष वेग आउटपुट
- कंपन वेग को सीधे मापता है (कोई एकीकरण की आवश्यकता नहीं)
- आईएसओ मानक विनिर्देश (आरएमएस वेग) से मेल खाता है
- सरल सिग्नल प्रोसेसिंग
- वेग-आधारित विश्लेषण के लिए स्वाभाविक
स्व उत्पन्न
- बिजली की आवश्यकता नहीं
- सरल दो-तार कनेक्शन
- बिजली की हानि से विफल नहीं हो सकता
- कम प्रणाली लागत (बिजली आपूर्ति की आवश्यकता नहीं)
अच्छी निम्न-आवृत्ति प्रतिक्रिया
- 10-15 हर्ट्ज तक उपयोग योग्य (कई एक्सेलेरोमीटर से बेहतर)
- कम गति वाली मशीनरी के लिए उपयुक्त (लगभग 600 RPM तक)
- आवृत्ति रेंज से मेल खाने वाले अनुप्रयोगों के लिए प्राकृतिक
नुकसान
सीमित उच्च-आवृत्ति प्रतिक्रिया
- आमतौर पर अधिकतम 1-2 kHz तक सीमित
- उच्च आवृत्ति असर दोषों का पता नहीं लगा सकता (5-20 kHz)
- लिफाफा विश्लेषण के लिए अपर्याप्त
- एक्सेलेरोमीटर की प्रमुख सीमाएँ
आकार और वजन
- बड़े, भारी सेंसर
- छोटी मशीनों पर लगाना कठिन
- बड़े पैमाने पर भार हल्के ढांचे को प्रभावित करता है
- एक्सेलेरोमीटर की तुलना में कम पोर्टेबल
भंगुरता
- आंतरिक स्प्रिंग और गतिशील चुम्बक झटके से क्षतिग्रस्त हो सकते हैं
- दुर्व्यवहार से निपटने के प्रति संवेदनशील
- गिरने से क्षतिग्रस्त हो सकता है
- सॉलिड-स्टेट एक्सेलेरोमीटर की तुलना में अधिक रखरखाव
तापमान सीमाएँ
- तापमान के साथ चुंबक की शक्ति कम हो जाती है
- आमतौर पर 120°C तक सीमित
- चार्ज-मोड एक्सेलेरोमीटर की तुलना में कम क्षमता
अभी भी कहाँ उपयोग किया जाता है
विरासत स्थायी स्थापनाएँ
- पुरानी टर्बोमशीनरी निगरानी प्रणालियाँ
- मौजूदा प्रतिष्ठानों के लिए वस्तु-प्रतिस्थापन
- मौजूदा प्रणालियों के साथ संगतता बनाए रखता है
निम्न-आवृत्ति अनुप्रयोग
- बहुत कम गति वाले उपकरण (< 300 आरपीएम)
- जहां आवृत्ति रेंज 10-1000 हर्ट्ज पर्याप्त है
- उच्च आवृत्तियों की आवश्यकता के बिना सरल वेग निगरानी
विशिष्ट आवश्यकताएँ
- जहाँ स्व-उत्पादक लाभ की आवश्यकता हो
- आंतरिक रूप से सुरक्षित आवश्यकताएँ (बिजली नहीं)
- प्रत्यक्ष वेग आउटपुट को प्राथमिकता दी जाती है
बढ़ते
तरीकों
- टैप किए गए छिद्रों पर स्टड लगाना (सबसे आम)
- एडाप्टर प्लेटों के साथ ब्रैकेट माउंटिंग
- चुंबकीय माउंटिंग (यदि सतह चुंबकीय और सेंसर बहुत भारी नहीं है)
विचार
- कठोर माउंटिंग आवश्यक (सेंसर भारी)
- सेंसर कंपन को रोकने के लिए कसकर सुरक्षित करें
- माउंटिंग सतह को समतल और साफ़ सत्यापित करें
- खींचने से रोकने के लिए केबल तनाव राहत
आधुनिक विकल्प
एक्सेलेरोमीटर क्यों पसंद किए जाते हैं?
- बहुत छोटा और हल्का
- विस्तृत आवृत्ति रेंज (0.5 हर्ट्ज – 50 किलोहर्ट्ज़)
- असर दोष का पता लगाने के लिए बेहतर
- अधिक ऊबड़-खाबड़
- कम लागत
- एक्सेलेरोमीटर की ओर उद्योग का रुझान
वैकल्पिक रूप से एकीकरण
- त्वरण को मापें, वेग को एकीकृत करें
- एक्सेलेरोमीटर लाभों के साथ वेग माप प्राप्त करता है
- आधुनिक उपकरण एकीकरण को पारदर्शी बनाते हैं
अंशांकन और रखरखाव
कैलिब्रेशन
- शेकर टेबल अंशांकन
- संवेदनशीलता सत्यापित करें (mV/in/s या mV/mm/s)
- आवृत्ति प्रतिक्रिया की जाँच करें
- महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए विशिष्ट वार्षिक अंशांकन
रखरखाव
- सावधानी से संभालें (गिरने और झटके से बचें)
- केबल की स्थिति की जाँच करें
- बढ़ते सुरक्षा को सत्यापित करें
- समय-समय पर परीक्षण आउटपुट
- यदि संवेदनशीलता या प्रतिक्रिया में परिवर्तन हो तो बदलें
नए प्रतिष्ठानों में वेग ट्रांसड्यूसर की संख्या में कमी के बावजूद, मौजूदा स्थायी निगरानी प्रणालियों और कुछ निम्न-आवृत्ति अनुप्रयोगों में ये सेंसर महत्वपूर्ण बने हुए हैं। पुराने सिस्टम को बनाए रखने और सेंसर चयन के बारे में जानकारीपूर्ण निर्णय लेने के लिए, उनके संचालन, लाभों और सीमाओं को समझना आवश्यक है, खासकर तब जब विशिष्ट निम्न-आवृत्ति, स्व-संचालित या अनुकूलता आवश्यकताओं के लिए वेग ट्रांसड्यूसर अभी भी सर्वोत्तम विकल्प हो सकते हैं।.