Memahami Velometer (Sensor Kecepatan)
A pengukur kecepatan, lebih formal sebagai transduser kecepatan atau sensor kecepatan, adalah jenis transduser digunakan untuk mengukur getaran. Fitur yang menentukan adalah bahwa ia menghasilkan output listrik yang berbanding lurus dengan kecepatan dari permukaan yang bergetar yang dilekatkan padanya. Hal ini membedakannya dari sebuah akselerometer, yang keluarannya sebanding dengan percepatan, dan dari probe jarak dekat, yang keluarannya sebanding dengan pemindahan.
1. Definisi: Apa yang dimaksud dengan Velometer?
Karena kecepatan adalah parameter yang paling banyak digunakan oleh standar internasional untuk menilai seberapa kasar sebuah mesin berjalan, sensor yang melaporkan kecepatan secara langsung secara konseptual menarik. Velometer klasik adalah perangkat mandiri yang menghasilkan sendiri - tidak memerlukan catu daya dan pengkondisian sinyal untuk menghasilkan output yang dapat digunakan. Meskipun sekarang kurang umum dibandingkan akselerometer dalam pengumpulan data portabel modern, velometer masih memiliki aplikasi asli, terutama dalam pemantauan permanen mesin berkecepatan sedang dan sebagai anggota keluarga yang lebih luas dari transduser seismik yang mengukur gerakan relatif terhadap ruang bebas dan bukan terhadap struktur tetap.
2. Cara Kerja Velometer
Velometer tradisional adalah sensor elektrodinamik. Sensor ini bekerja dengan prinsip yang sama seperti mikrofon dinamis atau pickup gitar, yang diatur oleh hukum induksi Faraday:
- Di dalam housing terdapat kumparan kawat yang digantungkan pada pegas lunak.
- Magnet permanen dipasang secara kaku pada housing.
- Ketika sensor dipasang pada mesin yang bergetar, rumah dan magnet bergerak bersama permukaan mesin.
- Karena kelembamannya, kumparan yang ditangguhkan pegas cenderung tetap diam di ruang angkasa (inilah prinsip seismik).
- Gerakan relatif antara magnet yang bergerak dan kumparan yang hampir diam, menginduksi tegangan dalam kumparan.
- Berdasarkan hukum Faraday, tegangan yang diinduksi berbanding lurus dengan kecepatan gerak relatif - persis seperti yang kita inginkan.
Sistem pegas-massa hanya berperilaku seperti ini di atas sistemnya sendiri frekuensi alami (biasanya sekitar 8-10 Hz), yang menentukan batas frekuensi rendah sensor. “Velometer piezoelektrik” modern juga ada: pada dasarnya adalah akselerometer dengan integrasi yang mengubah akselerasi menjadi sinyal kecepatan di dalam sensor itu sendiri, menghindari bagian yang bergerak yang rapuh dari desain elektrodinamik.
3. Keuntungan dan Kerugian Velometer
Keuntungan
- Output kecepatan langsung: mereka mengukur kecepatan secara langsung - parameter yang paling banyak digunakan untuk menilai tingkat keparahan getaran pada mesin serba guna dalam rentang frekuensi sekitar 10 Hz hingga 1.000 Hz (per ISO 20816, penerus modern ISO 10816). Tidak ada integrasi yang diperlukan dalam penganalisis, yang membuat rantai sinyal tetap sederhana.
- Bertenaga sendiri (pasif): velometer elektrodinamis tradisional menghasilkan sinyal sendiri dan tidak memerlukan daya eksternal, yang berguna dalam beberapa instalasi industri dan area berbahaya.
- Respons frekuensi rendah yang baik: di atas frekuensi alaminya, mereka umumnya lebih sensitif pada frekuensi yang lebih rendah daripada kebanyakan akselerometer tujuan umum, memberikan sinyal yang kuat dan bersih di mana terdapat ketidakseimbangan dan ketidaksejajaran.
Kekurangan
- Rentang frekuensi terbatas: pita yang dapat digunakan lebih sempit daripada akselerometer. Mereka tidak cocok untuk dampak frekuensi tinggi dari cacat bantalan atau cacat roda gigi, yang jatuh jauh di atas roll-off.
- Bagian yang bergerak: rakitan pegas dan koil internal dapat mengalami kelelahan, melayang, atau gagal total, terutama dalam layanan getaran tinggi.
- Sensitivitas terhadap orientasi: mereka harus dipasang pada orientasi yang dirancang untuk mereka (vertikal atau horizontal), karena gravitasi membebani suspensi pegas.
- Lebih besar dan lebih berat: biasanya jauh lebih besar dan lebih berat daripada akselerometer modern, yang dapat memuat struktur ringan secara massal.
- Sensitivitas terhadap medan magnet: medan eksternal yang kuat, seperti yang berada di dekat motor besar, dapat berpasangan dengan koil dan merusak pembacaan.
4. Velometer vs. Akselerometer
Untuk pengumpulan data portabel modern dan diagnostik getaran, itu akselerometer adalah sensor pilihan. Respons frekuensinya jauh lebih luas dan datar, sehingga satu akselerometer menangkap getaran frekuensi rendah dari ketidakseimbangan dan getaran frekuensi sangat tinggi dari kesalahan bantalan dan roda gigi. The penganalisa getaran kemudian mengintegrasikan sinyal akselerasi secara elektronik untuk menampilkan kecepatan atau perpindahan sesuai permintaan - satu sensor yang tangguh yang mencakup semua yang dilakukan oleh velometer dan masih banyak lagi. Inilah cara kerja dua saluran portabel Keseimbangan-1a bekerja di lapangan: mengambil akselerasi dari akselerometernya, mengintegrasikan ke kecepatan untuk penilaian tingkat keparahan terhadap nilai ISO, dan menggunakan sinyal yang sama untuk mengukur amplitudo dan fase 1× yang diperlukan untuk penyeimbangan satu dan dua bidang. Jika Anda perlu menerjemahkan pembacaan di antara jenis sensor, kami Konverter Unit Getaran bergerak dengan jelas antara mm/s, µm dan g.
Velometer, kemudian, sekarang banyak ditemukan sebagai sensor yang dipasang secara permanen pada mesin berkecepatan sedang - kipas angin, pompa, dan motor - dan terutama di pabrik yang lebih tua di mana mereka adalah transduser pemantauan yang awalnya ditentukan dan terus bekerja dengan baik selama beberapa dekade.
