Pretvarači: Senzori za analizu vibracija

Definicija: Što je pretvornik?

U kontekstu analize vibracija, a pretvornik je uređaj koji pretvara fizičko, mehaničko gibanje (vibracije) u proporcionalni električni signal. Ovaj električni signal zatim se može obraditi, izmjeriti i analizirati pomoću sustava za prikupljanje podataka ili nadzora. Pretvarači su primarni senzori i prva karika u lancu mjerenja; bez pouzdanog pretvornika nije moguća nikakva smislena analiza. Izbor pretvornika je ključna odluka koja ovisi o vrsti stroja, njegovoj brzini i specifičnim greškama koje se prate.

Tri glavne vrste vibracijskih pretvarača

Postoje tri glavne vrste pretvornika koji se koriste u nadzoru industrijskih strojeva, a svaki mjeri drugačiji fizički parametar vibracija.

1. Akcelerometar (mjeri ubrzanje)

The akcelerometar je daleko najčešći i najsvestraniji pretvornik vibracija. Mjeri ubrzanje strukture na koju je montiran.

• Načelo: Većina industrijskih akcelerometara su piezoelektrični, koristeći kristal koji generira napon kada je na njega opterećena unutarnja masa.
• Snage: Imaju izuzetno širok frekvencijski raspon, vrlo su robusni, dolaze u mnogo različitih dizajna i mogu se koristiti na gotovo svakoj vrsti stroja. Posebno su izvrsni za detekciju visokofrekventnih događaja.
• Primarna upotreba: Općenito praćenje strojeva, od strojeva niske brzine do turbostrojeva vrlo velike brzine. Oni su senzori za otkrivanje visokofrekventnih kvarova poput nedostaci ležajeva i zupčanika.

2. Pretvornik brzine (mjeri brzinu)

A pretvornik brzine je elektrodinamički senzor koji izravno mjeri brzinu vibracije.

• Načelo: Radi poput mikrofona, sa zavojnicom žice obješenom u magnetskom polju. Kako kućište vibrira, relativno gibanje između zavojnice i magneta generira napon proporcionalan brzini.
• Snage: Proizvode snažan signal s niskim šumom u srednjem frekvencijskom rasponu (otprilike 10 Hz do 1000 Hz), gdje se javljaju najčešće greške poput neravnoteže i neusklađenosti. Ne zahtijevaju vanjsko napajanje.
• Slabosti: Krhkiji su od akcelerometara, imaju ograničen frekvencijski raspon i osjetljivi su na magnetska polja i orijentaciju montaže. Uglavnom su zamijenjeni akcelerometrima kombiniranim s elektroničkom integracijom za izračun brzine.
• Primarna upotreba: Povijesno korišteno za opće praćenje strojeva prije nego što su robusni akcelerometri postali uobičajeni. Još uvijek se ponekad koristi za trajno praćenje u srednjem frekvencijskom rasponu.

3. Sonda za mjerenje blizine (mjeri pomak)

The sonda za blizinu (ili sonda vrtložnih struja) je beskontaktni pretvornik koji mjeri pomak rotirajućeg vratila.

• Načelo: Koristi elektromagnetsko polje za induciranje i mjerenje vrtložnih struja na površini osovine, što mu omogućuje mjerenje razmaka između vrha sonde i osovine.
• Snage: Mjeri stvarno kretanje samog vratila, a ne kućišta stroja. Beskontaktno je, a mjerenje ide do 0 Hz (DC), što mu omogućuje mjerenje prosječnog položaja vratila kao i njegovih vibracija.
• Primarna upotreba: Neophodan za zaštitu i nadzor kritičnih, visokobrzinskih turbostrojeva s ležajevima s fluidnim filmom, kao što su turbine i kompresori. Koristi se za analizu fenomena poput orbite osovine i položaj središnje linije.

Odabir pravog pretvarača

Odabir pretvornika ključni je korak u postavljanju programa praćenja. Opće pravilo je odabrati pretvornik koji je najosjetljiviji u frekvencijskom rasponu očekivanih kvarova:

• Use sonde za blizinu za kretanje osovine na strojevima s ležajevima s fluidnim filmom.
• Use accelerometers za sve ostalo, budući da su najsvestraniji. Signal se može integrirati u brzinu za analizu kvarova srednje frekvencije ili izravno koristiti kao ubrzanje za kvarove visoke frekvencije.

← Natrag na glavni indeks