Átalakítók: A rezgéselemzés érzékelői
A oldalon. rezgéselemzés, a transzduktor egy olyan eszköz, amely fizikai, mechanikus mozgást alakít át - rezgés - arányos elektromos jellé alakítja át, amelyet egy adatgyűjtő vagy felügyeleti rendszer képes feldolgozni, mérni és elemezni. A jelátalakítók az elsődleges érzékelők és a mérési lánc legelső láncszemei; megbízható jelátalakító nélkül nem lehetséges értelmes elemzés. A megfelelő érzékelő kiválasztása kritikus döntés, amely a gép típusától, a futási sebességétől és a megfigyelni kívánt konkrét hibáktól függ - mivel minden érzékelőtípus természetesen a rezgéskép más-más részére érzékeny.
1. A mérési lánc és a három paraméter
A rezgés három összefüggő mennyiség bármelyikével leírható, és az, hogy a jelátalakító melyiket méri, meghatározza, hogy hol jeleskedik. Elmozdulás alacsony frekvencián dominál, és a bruttó mozgást tükrözi; sebesség a legegyenletesebb intézkedés a középsávban, ahol a leggyakoribb hibák vannak; és gyorsulás hangsúlyozza a nagyfrekvenciás eseményeket, amelyek a csapágy és a fogaskerék korai károsodását jelzik. A három matematikailag kapcsolódik egymáshoz - integráció a gyorsulási jelet sebességgé, majd ismét elmozdulássá alakítja - ezért van az, hogy egyetlen érzékelő az elektronika segítségével több szerepet is betölthet. Bármilyen paraméterről legyen is szó, a jelátalakító táplálja a lánc többi részét: a jelkondicionálást, a digitalizálást és végül az analizátort.
2. A rezgésátalakítók három fő típusa
Az ipari gépek felügyeletében három fő típusú jelátalakítót használnak, amelyek mindegyike a rezgés egy másik fizikai paraméterét méri.
A gyorsulásmérő (a gyorsulást méri)
A gyorsulásmérő messze a legelterjedtebb és legsokoldalúbb rezgésmérő. Annak a szerkezetnek a gyorsulását méri, amelyre felszerelték.
- Alapelv: a legtöbb ipari egység piezoelektromos, egy olyan kristály segítségével, amely egy belső szeizmikus tömeg hatására töltést generál.
- Erősségek: rendkívül széles frekvenciatartomány, nagyfokú robusztusság, számos elérhető kivitel és szinte bármilyen géphez való alkalmasság. Különösen kiválóan alkalmasak a nagyfrekvenciás események érzékelésére.
- Elsődleges felhasználás: általános célú gépfelügyelet az alacsony fordulatszámú gépektől a nagyon nagy sebességű turbógépekig, és a nagyfrekvenciás hibák érzékelője, mint például a hordozó és fogaskerék-hibák.
A sebességmérő (méri a sebességet)
A sebességmérő jelátalakító egy elektrodinamikus érzékelő, amely közvetlenül méri a rezgési sebességet.
- Alapelv: úgy működik, mint egy mikrofon - egy dróttekercs mágneses mezőben van felfüggesztve, és ahogy a ház rezeg, a tekercs és a mágnes közötti relatív mozgás a sebességgel arányos feszültséget generál.
- Erősségek: erős, alacsony zajszintű jel a középfrekvenciás sávban (nagyjából 10 Hz és 1000 Hz között), pontosan ott, ahol az olyan gyakori hibák, mint a kiegyensúlyozatlanság és eltérés megjelenik, és nincs szükség külső áramellátásra.
- Gyengeségek: sérülékenyebb, mint egy gyorsulásmérő, korlátozott frekvenciatartománya van, és érzékeny a mágneses mezőkre és a rögzítés irányára. A klasszikus, öngeneráló tekercs-mágnes konstrukció - a sebességmérő - nagyrészt felváltották az elektronikusan integrált gyorsulásmérők.
- Elsődleges felhasználás: Történetileg az általános megfigyelés munkaereje volt, mielőtt a robusztus gyorsulásmérők elterjedtek volna, és néha még mindig választják állandó telepítésekhez a középfrekvenciás tartományban.
A Proximity Probe (az elmozdulás mérése)
A közelségérzékelő, vagy örvényáramú szonda, egy olyan érintésmentes jelátalakító, amely egy forgó tengely elmozdulását méri.
- Alapelv: elektromágneses mezőt használ, hogy a tengely felületén örvényáramokat indukáljon és mérjen, érzékelve a szonda hegye és a tengely közötti rést.
- Erősségek: magának a tengelynek a tényleges mozgását méri, nem pedig a burkolatét, érintésmentes, és a válasza 0 Hz-ig (egyenáram) terjed, így a tengely átlagos helyzetét és rezgését is rögzíti.
- Elsődleges felhasználás: elengedhetetlen a kritikus, nagy sebességű turbógépek védelméhez és felügyeletéhez folyadékfilmeken csapágyak - turbinák és kompresszorok - és az elemzéshez a tengelypálya és középvonal pozíció.
3. A megfelelő jelátalakító kiválasztása
A jelátalakító kiválasztása kritikus lépés bármely megfigyelési program létrehozásában. Általános szabály, hogy a várható hibák frekvenciatartományában a legérzékenyebb érzékelőt kell választani:
- Használja a címet. közelségérzékelők a tengely mozgatására folyadékfilm-csapágyazású gépeken, ahol a tengely jelentősen elmozdulhat egy viszonylag mozdulatlan burkolaton belül.
- Használja a címet. gyorsulásmérők minden máshoz, mivel ezek a legsokoldalúbbak. A jel integrálható a sebességgel a középfrekvenciás hibák elemzéséhez, vagy közvetlenül használható gyorsulásként a nagyfrekvenciás hibák esetén.
Két gyakorlati tényező teszi teljessé a választást. A jelátalakító érzékenység a várható rezgés amplitúdónak kell megfelelnie - túl kevés és a kis hibák elvesznek a zajban, túl sok és az erős jelek elvágódnak - és a felhasználható frekvencia tartománynak ki kell terjednie az érdeklődésre számot tartó hibafrekvenciákra. A töltéskimeneti piezoelektromos érzékelőknek emellett egy megfelelő töltőerősítő a láncban.
4. Mérőátalakítók a terepi kiegyensúlyozásban és diagnosztikában
Egy hordozható műszeren a jelátalakító az az alkatrész, amelytől minden más függ. Egy kétcsatornás mezőanalizátor, mint például a Balanset-1A jellemzően két IEPE gyorsulásmérőt párosít egy optikai tachométerrel a fázisreferenciához, és szinkronizált amplitúdót és fázist rögzít minden csapágynál, miközben a gép a saját támaszain üzemi sebességgel fut. Ez a gyorsulásmérő-alapú lánc teszi lehetővé, hogy a műszer korrekciós súlyokat számítson ki az egy- és kétsíkú kiegyensúlyozáshoz, és rutinszerűen elvégezze a rutinszerű rezgésmonitorozás - világosan illusztrálja azt az általános elvet, hogy a forgógépes munkák túlnyomó többségénél a gyorsulásmérő az alapértelmezett jelátalakító, a közelségmérővel és a mérőműszerrel együtt. szeizmikus érzékelő fenntartva azokra az esetekre, amelyekhez a fizikájuk a legjobban illik.
