A sebességmérő érzékelők megértése
Definíció: Mi az a sebességmérő érzékelő?
Sebességmérő (más néven sebességmérő, szeizmikus érzékelő vagy mozgótekercses érzékelő) egy önmagát generáló rezgés érzékelő, amely a rezgéssel egyenesen arányos kimeneti feszültséget állít elő sebesség külső tápellátás vagy jelfeldolgozás nélkül. Az elektromágneses indukció elvén működik – egy rugókon felfüggesztett mágnes rezgéskor a tekercshez képest elmozdul, és a tekercs és a mágnes közötti relatív sebességgel arányos feszültséget generál, ami megegyezik a rezgési sebességgel.
A sebességmérő érzékelők voltak a domináns rezgésérzékelők az 1950-es és 1980-as évek között, és ma is használják őket állandó megfigyelőberendezésekben és néhány hordozható műszerben. Ezeket azonban nagyrészt felváltották a gyorsulásmérők új telepítéseknél a gyorsulásmérők kisebb mérete, szélesebb frekvenciatartománya és a csapágyhibák észleléséhez szükséges nagyobb frekvenciaképesség miatt.
Működési elv
Elektromágneses indukció
- A tekercs belsejében rugókkal felfüggesztett állandó mágnes
- A rezgés mozgatja a házat és a tekercset
- A mágnes tehetetlensége viszonylag álló helyzetben tartja (a rezonancia felett)
- A tekercs és a mágnes közötti relatív mozgás
- A mozgás feszültséget indukál a tekercsben (Faraday-törvény: V ∝ sebesség)
- Kimeneti feszültség egyenesen arányos a rezgési sebességgel
Öngeneráló
- Nincs szükség külső tápellátásra
- Passzív transzdukció
- Egyszerű csatlakozás (két vezeték)
- Eredetileg hibamentes (nincsenek áramkimaradási problémák)
Jellemzők
Frekvenciaválasz
- Alacsony frekvenciahatár: Saját frekvencia (jellemzően 8-15 Hz)
- Használható tartomány: Kétszeres természetes frekvencia felett (minimum 16-30 Hz)
- Nagyfrekvenciás korlát: Általában 1-2 kHz
- Lapos válasz: Széles, sík terület a használható tartományban
- Legjobb: 10-1000 Hz (általános gépészeti frekvenciák)
Érzékenység
- Tipikus: 10-500 mV/hüvelyk/másodperc (400-20 000 mV/mm/s)
- Gyakori: 100 mV/hüvelyk/s vagy 4000 mV/mm/s
- Nagyobb érzékenység alacsony rezgésű alkalmazásokhoz
- Alacsonyabb érzékenység nagy rezgésű mérésekhez
Méret és súly
- Viszonylag nagy (50-100 mm hosszú, 25-40 mm átmérőjű)
- Nehéz (jellemzően 100-500 gramm)
- Sokkal nagyobb, mint a gyorsulásmérők
- A tömeg befolyásolhatja a könnyű szerkezetek mérését
Előnyök
Közvetlen sebességkimenet
- Közvetlenül méri a rezgési sebességet (integráció nem szükséges)
- Megfelel az ISO szabvány előírásainak (RMS sebesség)
- Egyszerű jelfeldolgozás
- Természetes a sebességalapú elemzéshez
Öngeneráló
- Nincs szükség áramra
- Egyszerű kétvezetékes csatlakozás
- Nem meghibásodhat áramkimaradás miatt
- Alacsonyabb rendszerköltség (nincs szükség tápegységre)
Jó alacsony frekvenciás válasz
- 10-15 Hz-ig használható (jobb, mint sok gyorsulásmérő)
- Alacsony fordulatszámú gépekhez alkalmas (akár ~600 ford/percig)
- Természetes a frekvenciatartománynak megfelelő alkalmazásokhoz
Hátrányok
Korlátozott nagyfrekvenciás átvitel
- Általában maximum 1-2 kHz-re korlátozva
- Nem képes nagyfrekvenciás csapágyhibák (5-20 kHz) kimutatására
- Nem megfelelő a burkológörbe-elemzéshez
- Főbb korlátozások a gyorsulásmérőkkel szemben
Méret és súly
- Nagy, nehéz érzékelők
- Nehéz felszerelni kis gépekre
- A tömegterhelés hatással van a könnyűszerkezetekre
- Kevésbé hordozható, mint a gyorsulásmérők
Törékenység
- A belső rugók és a mozgó mágnes megsérülhetnek ütéstől
- Érzékeny a bántalmazás kezelésére
- Leejtés esetén megsérülhet
- Több karbantartást igényel, mint a szilárdtest gyorsulásmérők
Hőmérsékleti korlátozások
- A mágnes erőssége a hőmérséklettel csökken
- Általában 120°C-ra korlátozva
- Kevesebb képesség, mint a töltés üzemmódú gyorsulásmérők
Ahol még használják
Régi állandó telepítések
- Régebbi turbógép-felügyeleti rendszerek
- Meglévő létesítmények természetbeni pótlása
- Megőrzi a kompatibilitást a meglévő rendszerekkel
Alacsony frekvenciájú alkalmazások
- Nagyon alacsony sebességű berendezések (< 300 fordulat/perc)
- Ahol a 10-1000 Hz frekvenciatartomány megfelelő
- Egyszerű sebességmonitorozás magas frekvenciák nélkül
Különleges követelmények
- Ahol önerős előnyre van szükség
- Gyújtószikramentes követelmények (tápellátás nélkül)
- Közvetlen sebességkimenet előnyben részesítve
Felszerelés
Mód
- Csavaros rögzítés menetes furatokhoz (leggyakoribb)
- Konzolra szerelés adapterlemezekkel
- Mágneses rögzítés (ha a felület mágneses és az érzékelő nem túl nehéz)
Megfontolások
- Merev rögzítés elengedhetetlen (az érzékelő nehéz)
- Rögzítse szorosan az érzékelő rezgésének elkerülése érdekében
- Győződjön meg arról, hogy a szerelési felület sík és tiszta
- Kábelhúzás-mentesítő a húzás megakadályozása érdekében
Modern alternatívák
Miért előnyben részesítik a gyorsulásmérőket
- Sokkal kisebb és könnyebb
- Széles frekvenciatartomány (0,5 Hz – 50 kHz)
- Jobb a csapágyhibák észleléséhez
- Robusztusabb
- Alacsonyabb költség
- Az iparág trendje a gyorsulásmérők felé
Integráció mint alternatíva
- Mérje meg a gyorsulást, integrálja a sebességbe
- Sebességmérést ér el gyorsulásmérő előnyeivel
- A modern eszközök átláthatóvá teszik az integrációt
Kalibrálás és karbantartás
Kalibrálás
- Rázógép kalibrálása
- Érzékenység ellenőrzése (mV/in/s vagy mV/mm/s)
- Frekvenciaválasz ellenőrzése
- Kritikus alkalmazásokra jellemző éves kalibrálás
Karbantartás
- Óvatosan kezelje (kerülje az ütéseket és az ütéseket)
- Ellenőrizze a kábel állapotát
- Ellenőrizze a rögzítés biztonságát
- Kimenet rendszeres tesztelése
- Cserélje ki, ha az érzékenység vagy a válasz megváltozik
A sebességmérő érzékelők, bár az új telepítésekben egyre kevesebben használják őket, továbbra is fontos érzékelők maradnak a meglévő állandó megfigyelőrendszerekben és bizonyos alacsony frekvenciájú alkalmazásokban. Működésük, előnyeik és korlátaik megértése elengedhetetlen a régi rendszerek karbantartásához és a megalapozott érzékelőválasztási döntések meghozatalához olyan esetekben, amikor a sebességmérő érzékelők továbbra is optimális választást jelenthetnek bizonyos alacsony frekvenciájú, önálló táplálású vagy kompatibilitási követelményekhez.