Mi az a gyorsulásmérő? Útmutató a rezgéselemzéshez

Meghatározás: A rezgésmérés lényege

Egy gyorsulásmérő egy olyan jelátalakító (vagy érzékelő), amely a mechanikai mozgást, konkrétan a rezgésből vagy lökésből származó gyorsulást, arányos elektromos jellé alakítja. Ez a legszélesebb körben használt érzékelő a prediktív karbantartás és az állapotfelügyelet területén. A gép alkatrészeinek gyorsulásának mérésével a gyorsulásmérő biztosítja a szükséges nyers adatokat a mechanikai és elektromos hibák széles skálájának diagnosztizálásához, a csapágyhibáktól a kiegyensúlyozatlanságig és a beállítási hibákig.

Hogyan működnek a gyorsulásmérők? A piezoelektromos elv

Bár számos gyorsulásmérő létezik, az ipari gépek monitorozására használtak túlnyomó többsége a következőn alapul: piezoelektromos hatásÍme egy leegyszerűsített leírás arról, hogyan működnek:

1. Piezoelektromos kristály: A gyorsulásmérő belsejében egy kis tömeg található, amely egy piezoelektromos kristályhoz (gyakran egyfajta kerámiához, például PZT-hez) van rögzítve.
2. Erő alkalmazása: Amikor a gép rezeg, az érzékelőház vele együtt mozog. A tehetetlenség miatt a belső tömeg ellenáll ennek a mozgásnak, és erőt fejt ki a kristályra.
3. Jel generálása: A piezoelektromos kristálynak egyedülálló tulajdonsága van: összenyomódás vagy feszültség hatására kis elektromos töltést (feszültséget) generál, amely egyenesen arányos az alkalmazott erővel.
4. Kimenet: Ezt a feszültségjelet ezután a belső elektronika kondicionálja, és egy kábelen keresztül továbbítja egy adatgyűjtőhöz vagy felügyeleti rendszerhez. A kimeneti jel a gép gyorsulásának analóg ábrázolása az adott pontban.

A gyorsulásmérők típusai

A különböző alkalmazások különböző típusú gyorsulásmérőket igényelnek, mindegyiknek megvannak a maga erősségei.

Általános célú gyorsulásmérők

Ezek az ipari monitorozás „igáslovai”. Érzékenységük jellemzően 100 mV/g, frekvenciatartományuk pedig a legtöbb elterjedt géphez, például szivattyúkhoz, motorokhoz és ventilátorokhoz megfelelő (pl. 2 Hz-től 10 kHz-ig).

MEMS gyorsulásmérők

A mikro-elektromechanikus rendszerek (MEMS) gyorsulásmérői szilícium alapú érzékelők. Nagyon kicsik, alacsony fogyasztásúak és költséghatékonyak. Bár hagyományosan kevésbé érzékenyek, mint a piezoelektromos típusok, a modern MEMS érzékelők gyorsan fejlődnek, és elterjedtek a hordozható elektronikában, az autóipari alkalmazásokban és néhány olcsóbb állapotfelügyeleti rendszerben.

Piezorezisztív gyorsulásmérők

Ezeket az érzékelőket ütésvizsgálathoz és alacsony frekvenciájú mozgás méréséhez használják. 0 Hz-ig (egyenáramú gyorsulás) képesek mérni, ami olyan alkalmazásokban hasznos, mint például a centrifugák állandó gyorsulásának mérése.

Nagyfrekvenciás gyorsulásmérők

Kifejezetten nagyfrekvenciás események, például korai stádiumú fogaskerék- és csapágyhibák észlelésére tervezték. Kisebb tömegük és magasabb rezonanciafrekvenciájuk lehetővé teszi a 20 kHz-es vagy annál nagyobb rezgések pontos mérését.

Főbb specifikációk és választék

A gyorsulásmérő kiválasztásakor a mérnökök számos kulcsfontosságú paramétert vesznek figyelembe:

• Érzékenység (mV/g): A nagyobb érzékenység erősebb jelet eredményez, ami jobb az alacsony szintű rezgések mérésére. A 100 mV/g egy elterjedt szabvány.
• Frekvenciaátvitel: Az érzékelő által pontosan mérhető frekvenciatartomány. Ennek meg kell egyeznie a gép várható hibafrekvenciáival.
• Hőmérséklet-tartomány: Az érzékelőnek el kell bírnia a gép felületének üzemi hőmérsékletét, amelyre fel van szerelve.
• Szerelési módszer: Az érzékelő géphez való rögzítésének módja (csapos rögzítés, ragasztó, mágnes) jelentősen befolyásolja a nagyfrekvenciás mérések pontosságát. A csapos rögzítés biztosítja a legjobb csatlakozást és frekvenciaátvitelt.

Alkalmazások az állapotfelügyeletben

A gyorsulásmérők alapvető fontosságúak szinte minden rezgéselemzési feladatban, beleértve a következőket:

• Prediktív karbantartási programok: Rutin rezgési adatok gyűjtése a gépek állapotának trendjének feltérképezéséhez és a hibák előrejelzéséhez.
• Hibadiagnózis: Konkrét problémák, például kiegyensúlyozatlanság, hibás beállítás, lazaság és csapágykopás azonosítása.
• Átvételi tesztelés: Annak ellenőrzése, hogy az új vagy javított gépek megfelelnek-e a rezgési előírásoknak.
• Modális elemzés: Egy szerkezet természetes frekvenciáinak és módusalakjainak vizsgálata.

← Vissza a fő tartalomjegyzékhez