Az IEPE gyorsulásmérők megértése
Definíció: Mi az IEPE gyorsulásmérő?
IEPE gyorsulásmérő (Integrált Elektronikai Piezoelektromos, más néven ICP®, feszültség üzemmód vagy állandó áramú gyorsulásmérő) egy piezoelektromos gyorsulásmérő beépített jelkondicionáló elektronikával, amelyet állandó áram (jellemzően 2-20 mA) táplál, ugyanazon a kétvezetékes kábelen keresztül, amely a kimeneti jelet is továbbítja. A belső elektronika a piezoelektromos kristály nagy impedanciájú töltését alacsony impedanciájú feszültségkimenetté alakítja, így nincs szükség külső tápegységre. töltéserősítők és lehetővé teszi az egyszerű, olcsó koaxiális kábelek használatát nagy távolságokon.
Az IEPE gyorsulásmérők az ipari szabványok közé tartoznak. rezgés monitorozás, amelyet egyszerűségük, megbízhatóságuk és költséghatékonyságuk miatt több mint 90% alkalmazásban használnak. Ezek az állapotfelügyelet érzékelőinek választottjai, kiegyensúlyozás, és hibaelhárítás a legtöbb ipari környezetben.
Működési elv
Belső felépítés
- Piezoelektromos elem: Arányos töltést generál gyorsulás
- Beépített erősítő: FET vagy IC erősítő az érzékelőházban
- Impedancia átváltás: Nagy impedanciájú töltést (pC) alacsony impedanciájú feszültséggé (mV) alakít
- Egyetlen kábel: Kétvezetékes kábel tápellátáshoz és jelátvitelhez
Tápellátás és jelút
- A műszer állandó áramot biztosít (jellemzően 4 mA)
- Az áram a belső elektronikát táplálja
- A rezgés modulálja a feszültséget ugyanazon a kábelen
- AC-csatolt kimenet (rezgésjel) egyenáramú előfeszültségen fut
- A műszer elválasztja az egyenáramot az AC jeltől
Főbb előnyök
Egyszerűség
- Nincs szükség külső erősítőre
- Egyszerű kétvezetékes csatlakozás
- Standard koaxiális kábel (olcsó)
- Könnyű telepítés és beállítás
Hosszú kábelezési lehetőség
- Az alacsony impedanciájú kimenet hosszú kábeleket hajt meg
- Akár 300 m (1000 láb) kábelhossz is praktikus
- Minimális jelcsökkenés
- Nincsenek speciális kábelkövetelmények
Zajtűrés
- Alacsony impedanciája miatt kevésbé érzékeny az elektromos interferenciára
- Jobb EMI/RFI szűrés, mint a töltési módban
- Elektromosan zajos környezetekhez alkalmas
Költséghatékonyság
- Kiküszöböli a drága töltőerősítőket
- Csökkenti a rendszer költségét
- Alacsonyabb telepítési költség
- Ipari szabványnak megfelelő érzékelők széles körben elérhetők
Specifikációk és teljesítmény
Tipikus specifikációk
- Érzékenység: 10-100 mV/g általános (100 mV/g szabvány)
- Frekvenciatartomány: 0,5 Hz – 10 kHz (alacsony frekvenciájú levágás az AC csatolásból)
- Mérési tartomány: ±50 g-tól ±500 g-ig jellemzően
- Hőmérséklet-tartomány: -50°C és +120°C között standard; magas hőmérsékletű változatok +175°C-ig
- Szükséges teljesítmény: 18-30 VDC, 2-20 mA állandó áram
Teljesítményjellemzők
- Kiváló linearitás (jellemzően < 1% hiba)
- Alacsony zajszintű padló
- Jó frekvenciaátviteli síkosság
- Stabil kalibráció idővel
Korlátozások
Alacsony frekvenciájú válasz
- AC-csatolt kimenet (kondenzátorblokkok DC)
- Alacsony frekvenciás határérték jellemzően 0,5-2 Hz (-3 dB pont)
- Nem lehet mérni a valódi egyenáramot vagy a nagyon lassú változásokat
- A legtöbb géphez megfelelő (>300 RPM), de nagyon alacsony sebességek esetén korlátozott
Hőmérsékleti korlátozások
- A szabványos IEPE ~120°C-ra korlátozódik
- Magas hőmérsékletű változatok 175°C-ig, de drágábbak
- Határértékek felett az elektronika meghibásodik
- Alternatíva: töltés üzemmódú gyorsulásmérők nagyon magas hőmérséklethez (>200°C)
Földhurok érzékenysége
- Közös módusú elnyomás mérsékelt
- A földpotenciál-különbségek befolyásolhatják
- Fontos a megfelelő földelés és szigetelés
- Szakszerű telepítéssel általában nincs probléma
Alkalmazások
Állapotfelügyelet
- Útvonalalapú adatgyűjtés adatgyűjtőkkel
- Állandó online megfigyelőrendszerek
- Ideiglenes megfigyelés a hibaelhárításhoz
- A leggyakoribb ipari rezgésérzékelő
Kiegyensúlyozó
- Terepi kiegyenlítés mérések
- Műhelykiegyensúlyozó gépek
- Amplitúdó- és fázismérés
Átvételi tesztelés
- Új berendezések üzembe helyezése
- Javítás utáni ellenőrzés
- Szerződéses rezgésvizsgálat
IEPE vs. más gyorsulásmérő típusok
IEPE vs. töltési mód
- IEPE: Beépített elektronika, egyszerű kábel, alacsonyabb költség, korlátozott hőmérséklet
- Töltési mód: Nincs elektronika, töltőerősítőt igényel, szélsőséges hőmérsékletek lehetségesek
- Használja az IEPE-t: 95% ipari alkalmazásokhoz
- Használati díj: Extrém hőmérsékletek (>175°C), nukleáris környezet, speciális alkalmazások
IEPE vs. MEMS
- IEPE: Piezoelektromos kristály, nagyobb teljesítmény, ipari szabvány
- MEMS: Mikromegmunkált szilícium, alacsonyabb költség, integrált rendszerek
- Az IEPE előnyei: Jobb érzékenység, szélesebb sávszélesség, bizonyított megbízhatóság
- MEMS előnyei: Alacsonyabb költség, kisebb méret, DC válaszidő
Telepítési bevált gyakorlatok
Rögzítési módszerek
- Csavaros rögzítés: Legjobb teljesítmény, legmagasabb frekvencia (10+ kHz-ig)
- Ragasztó: Jó teljesítmény, félig állandó (7-8 kHz-ig)
- Mágneses: Kényelmes, rutinszerű monitorozáshoz elfogadható (2-3 kHz-ig)
- Kézi: Csak gyors szűrés, korlátozott pontosság és frekvenciatartomány
Kábelekkel kapcsolatos szempontok
- Használjon minőségi koaxiális kábelt
- Kerülje a kábel sérülését (nyomódás, éles hajlítások)
- Rögzítse a kábelt a rezgés elkerülése érdekében
- Tartsa távol a kábeleket a nagyfeszültségű forrásoktól
- Ellenőrizze a folytonosságot és a szigetelést
Tápegység-ellenőrzés
- Ellenőrizze, hogy a műszer megfelelő állandó áramerősséget biztosít-e (tipikusan 2-20 mA)
- Ellenőrizze az előfeszítő feszültséget (jellemzően 8-12 VDC)
- Biztosítsa a megfelelő tápfeszültséget (18-30 VDC)
- Tesztelje egy ismerten jó érzékelővel a műszer ellenőrzéséhez
Az IEPE gyorsulásmérők a teljesítmény, az egyszerűség és a költség optimális egyensúlyát képviselik az ipari rezgésmonitorozásban. Integrált elektronikájuk, egyszerű csatlakoztathatóságuk és robusztus teljesítményük miatt elsöprő választásnak számítanak az állapotmonitorozási, kiegyensúlyozási és hibaelhárítási alkalmazásokban minden iparágban, felváltva a régebbi töltési módú és feszültségkimeneti technológiákat a legtöbb standard alkalmazásban.