振動測定におけるテレメトリの理解
定義: テレメトリとは何ですか?
テレメトリー 遠隔測定とは、遠隔地やアクセスできない場所、特に回転部品から測定データを固定式の記録・分析装置に送信する技術です。回転機械において、テレメトリは、回転により直接有線接続が不可能なシャフト、ローター、ブレードなどの計測を可能にします。システムには、回転部品に取り付けられたセンサー、信号調整および伝送用の回転電子機器、回転電源、そして伝送データを受信する固定式の受信機が含まれます。.
テレメトリは、シャフトのひずみ(ねじり応力)、ひずみゲージを用いたブレードの振動、ローター温度、そして回転部品にセンシング素子を取り付ける必要があるあらゆるパラメータといった特殊な測定に不可欠です。テレメトリは複雑で高価ですが、固定式センサーでは実現できない独自の測定機能を提供します。.
テレメトリシステムの種類
1. スリップリングテレメトリ
最も古く、最も信頼できるもの:
- 原理: センサーに接続された回転リングと固定ブラシが信号を拾う
- チャンネル: 複数のチャネルが可能(通常4~64)
- 帯域幅: DCからMHz(優秀)
- 信頼性: 実証済みの技術
- 制限事項: ブラシの摩耗、接触による騒音、速度制限
- アプリケーション 研究、開発テスト、一部の生産監視
2. FM/AMラジオテレメトリ
- 原理: 回転送信機はFMまたはAM変調信号を放送する
- チャンネル: 1~16チャンネル(標準)
- 帯域幅: チャンネルあたりDC~100kHz
- 利点: 接触なし、摩耗なし
- 制限事項: 消費電力が大きく、チャンネル数が限られており、干渉の可能性がある
3. デジタルワイヤレステレメトリ(最新)
- 原理: デジタルエンコーディング、WiFi、Bluetooth、または独自のプロトコル
- チャンネル: 多くのチャネルが多重化されている
- 帯域幅: データレートによって異なります
- 利点: 柔軟で堅牢なエラー訂正
- 力: 同等の性能でアナログFMより低い
- トレンド: 新しいシステムの標準になる
4. 光学テレメトリ
- 変調光(赤外線または可視光)を介して送信されるデータ
- 高い帯域幅の可能性
- RF干渉の影響を受けない
- 視線要件
- 特殊なアプリケーション
アプリケーション
ねじり振動測定
- せん断応力を測定するシャフト上のひずみゲージ
- テレメトリーなしでは直接測定は不可能
- エンジン駆動機器にとって重要
- ねじり解析モデルの検証
ブレード応力測定
- タービンまたはコンプレッサーブレードのひずみゲージ
- 実際の動作ストレスを測定
- 開発テストとトラブルシューティング
- 検証する ブレード先端タイミング 測定
ローター温度
- ローター巻線またはコンポーネント上の熱電対
- 熱条件を監視する
- 過熱検出
- 冷却システムの効率
シャフト振動
- シャフトに直接取り付けられた加速度計
- 真のローター振動とベアリングハウジング
- 調査と特別なトラブルシューティング
電源供給方法
電池
- 一次電池(通常1~5年)
- 充電式電池
- 最もシンプルだが限られた人生
- メンテナンス停止中の交換
スリップリング電源
- スリップリングを介して伝達される電力
- 無制限の操作時間
- スリップリングアセンブリが必要
- スリップリングデータテレメトリと共通
誘導結合
- エアギャップを介したワイヤレス電力伝送
- 回転コイルが固定コイルから電力を受け取る
- 接触なし、摩耗なし
- 限られた電力(通常は < 10W)
エネルギーハーベスティング
- 振動エネルギー(圧電)を収穫する
- 熱勾配(熱電)
- バッテリーの補充または交換
- 自律運転を可能にする
課題
回転環境
- 電子機器にかかる遠心力
- 温度サイクリング
- 部品自体の振動
- オイルミスト、汚染
システムの複雑さ
- 回転部品と固定部品
- 同期とタイミング
- 校正の課題
- 固定式センシングよりもコストが高い
メンテナンス
- バッテリー交換
- センサー/電子機器の故障
- アクセスするにはマシンのシャットダウンが必要です
- 必要な予備モジュール
現代の発展
MEMSと小型化
- より小型で軽量な電子機器
- 消費電力の低減
- 衝撃/振動に対してより堅牢
- 新しいアプリケーションを可能にする
デジタル信号処理
- 回転プラットフォーム上での処理
- 生データではなく結果(FFT)を送信します
- 帯域幅と電力の必要性を削減
標準化
- 産業用無線規格(WirelessHART、ISA100)
- 相互運用性の向上
- 規模拡大によるコスト削減
テレメトリは、固定センサーでは測定できない回転部品の振動や状態測定を可能にし、シャフトのねじり応力、ブレードのひずみ、ローター温度といった重要なパラメータへのアクセスを可能にします。複雑でコストもかかるテレメトリシステムは、ターボ機械の開発、ねじり解析、高度なローターダイナミクス特性評価といった特殊なアプリケーションに不可欠な独自の測定機能を提供します。.
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