Što je piezoelektrični akcelerometar? Senzor vibracija • Prijenosni balanser, analizator vibracija "Balanset" za dinamičko balansiranje drobilica, ventilatora, malčera, puževa na kombajnima, osovina, centrifuga, turbina i mnogih drugih rotora Što je piezoelektrični akcelerometar? Senzor vibracija • Prijenosni balanser, analizator vibracija "Balanset" za dinamičko balansiranje drobilica, ventilatora, malčera, puževa na kombajnima, osovina, centrifuga, turbina i mnogih drugih rotora

Što je piezoelektrični akcelerometar? Senzor vibracija

Objavio/la admin na

Razumijevanje piezoelektričnih akcelerometara

Definicija: Što je piezoelektrični akcelerometar?

Piezoelektrični akcelerometar je vibracija senzor koji koristi piezoelektrični efekt - gdje određeni kristali generiraju električni naboj kada su mehanički napregnuti - za pretvaranje mehaničkih ubrzanje u električni signal proporcionalan amplitudi vibracije. Kada senzor doživi ubrzanje, unutarnja masa (seizmička masa) komprimira ili rasteže piezoelektrične kristalne elemente, generirajući električni naboj ili napon koji se uvjetuje i daje kao mjerni signal.

Piezoelektrični akcelerometri su najčešće korišteni senzori vibracija u industrijskim primjenama zbog svog širokog frekvencijskog raspona (0,5 Hz do 50+ kHz), visoke osjetljivosti, robusnosti i samogenerirajuće prirode (ne zahtijevaju vanjski izvor napajanja za sam senzorski element). Oni čine temelj modernog vibration analysis i programe praćenja stanja.

Piezoelektrični efekt

Fizikalni princip

  • Određeni kristali (kvarc, turmalin) i keramika (PZT, barijev titanat) su piezoelektrični
  • Mehaničko naprezanje stvara električni naboj na kristalnim površinama
  • Naboj proporcionalan primijenjenoj sili
  • Reverzibilni učinak (primjena napona uzrokuje deformaciju)
  • Samogenerirajuće (nije potrebna energija za generiranje punjenja)

U akcelerometru

  1. Vibracija ubrzava bazu i kućište senzora
  2. Unutarnja seizmička masa djeluje na silu (F = m × a)
  3. Sila komprimira piezoelektrični kristal
  4. Kristal generira naboj proporcionalan sili (a time i ubrzanju)
  5. Naboj prikupljen na elektrodama i pretvoren u mjerljivi signal

Vrste piezoelektričnih akcelerometara

Internim dizajnom

Vrsta kompresije

  • Najčešći dizajn
  • Kristal komprimiran između mase i baze
  • Robustan, širok temperaturni raspon
  • Dobro za teške uvjete

Vrsta smicanja

  • Kristal smican gibanjem mase
  • Izvrsna izolacija osnovnog naprezanja
  • Bolji odziv niskih frekvencija
  • Manje osjetljivo na temperaturne promjene
  • Vrhunske performanse

Fleksibilni (savijajući) tip

  • Kristal u konfiguraciji savijanja
  • Moguća visoka osjetljivost
  • Manje uobičajeno u industrijskim primjenama

Po vrsti elektronike

Način punjenja

  • Izlaz je naboj (pikokuloni)
  • Zahtijeva vanjsko pojačalo punjenja
  • Ekstremna temperaturna otpornost (do 650°C)
  • Izlaz visoke impedancije (osjetljiv na kabel)
  • Specijalizirane aplikacije

IEPE/ICP (Naponski način rada)

  • Ugrađena elektronika pretvara naboj u napon
  • IEPE je industrijski standard
  • Izlaz niske impedancije
  • Jednostavna povezivost
  • 95%+ industrijskih primjena

Specifikacije performansi

Sensitivity

  • Izlaz po jedinici ubrzanja (mV/g, pC/g)
  • Tipično: 10-100 mV/g za IEPE; 1-100 pC/g za način punjenja
  • Veća osjetljivost = bolja rezolucija, ali niži raspon
  • Odabir na temelju očekivanih razina vibracija

Frekvencijski raspon

  • Niska frekvencija: 0,5-5 Hz ovisno o elektronici
  • Visoka frekvencija: 5-50 kHz do rezonancije
  • Korisni raspon: Tipično do 1/3 rezonantne frekvencije
  • Utjecaji montaže: Način montaže ograničava visokofrekventni odziv

Raspon amplitude

  • Opća namjena: ±50 g do ±500 g
  • Visoka osjetljivost: ±5 g do ±50 g
  • Senzori udara: ±500 g do ±10.000 g
  • Ne smije prelaziti domet (odsijecanje, oštećenje)

Kriteriji odabira

Za opći nadzor strojeva

  • 100 mV/g IEPE akcelerometar
  • Raspon ±50 g
  • Frekvencijski raspon 1 Hz – 10 kHz
  • Industrijska temperaturna oznaka (-40 do +120 °C)
  • Hermetički zatvoreno

Za otkrivanje nedostataka ležaja

  • Viši frekvencijski odziv (do 20+ kHz)
  • Umjerena osjetljivost (10-50 mV/g)
  • Široki dinamički raspon
  • Montaža s vijcima za najbolje visokofrekventno spajanje

Za primjene na visokim temperaturama

  • Visokotemperaturni IEPE (do 175 °C) ili način punjenja (do 650 °C)
  • Posebna montaža i ožičenje
  • Može žrtvovati dio performansi zbog temperaturnih mogućnosti

Montaža i instalacija

Rastući utjecaji na performanse

  • Pričvršćivanje klinom: Najbolje (ravnomjerno do 10+ kHz)
  • Adhesive: Dobro (ravnomjerno do 7-8 kHz)
  • Magnetski: Prihvatljivo (ravnomjerno do 2-3 kHz)
  • Sonda/Ručni uređaj: Loše (ograničeno na niske frekvencije, kvalitativno)

Zahtjevi za instalaciju

  • Čista, ravna površina za montažu
  • Ispravan moment za montažu svornjaka
  • Tanak, ravnomjeran sloj ljepila
  • Magnetska baza potpuno postavljena
  • Kabel osiguran kako bi se spriječilo povlačenje

Piezoelektrični akcelerometri, posebno IEPE tipovi, osnova su industrijskog praćenja vibracija. Njihova kombinacija širokog frekvencijskog odziva, visoke osjetljivosti, robusnosti i (za IEPE) jednostavnosti čini ih senzorom izbora za praćenje stanja, dijagnostiku i balansiranje u velikoj većini primjena rotacijskih strojeva diljem svijeta.

← Natrag na glavni indeks

Kategorije:
WhatsApp