機械監視における温度センサーの理解
A 温度センサー機械監視の分野において、これはベアリング、モーターの巻線、プロセス流体、または機器の表面温度を測定する装置であり、過熱、潤滑不良、過度の摩擦、および異常な運転状態を検知するための重要な情報を提供します。ここで 振動 監視によって機械的な不具合を検知し、温度監視によって熱状態を把握する――この2つを組み合わせることで、単独で行うよりもはるかに強力な効果を発揮します。多くの機械の故障は、温度上昇を前兆として発生します。例えば、摩擦によるベアリングの過熱、過負荷による巻線の過熱、摩擦によるシールの過熱などです。そのため、温度はあらゆる本格的な 状態監視 プログラムとトレンド分析により、チームは障害が深刻化する前に介入することができます。
1. 機械に一般的に使用されるセンサーの種類
4つの技術が、回転機器のほぼすべての用途を網羅しており、精度、測定範囲、堅牢性、コストのバランスをとっています。
RTD（抵抗温度検出器）
最も正確で安定した選択肢であり、重要な軸受やモーター巻線にはこれが標準仕様となっています。
- 原理： 温度に応じて電気抵抗が予測可能な変化を示す白金線。
- 一般的なタイプ： Pt100（0 °Cで100 Ω）およびPt1000。
- 正確さ： 通常は±0.1～0.5℃である。.
- 範囲： −200～+600 °C、優れた長期安定性を有する。
- 料金： 中程度から高 — 重要かつ精密な測定において正当化される。
熱電対
広範囲に対応し、堅牢な設計で、高温や過酷な環境にも最適です。
- 原理： 異なる2種類の金属が接合されると、温度に比例した微小な電圧が発生する（ゼーベック効果）。
- 種類： タイプK（最も一般的）に加え、タイプJ、T、およびE。
- 正確さ： 通常±1～3℃。.
- 範囲： 種類によって−200～+1300 °Cの範囲に対応し、低コストです。
- アプリケーション 排気ガスや炉などの高温監視。
サーミスタ
- 原理： 抵抗値が温度の影響を極めて受けやすい半導体。
- 感度： 非常に高い — 1度あたりの抵抗値の変化が大きい。
- 正確さ： 限定された範囲（通常は−50～+150 °C）において±0.1～1 °C。
- アプリケーション 民生用機器や一部の産業用途において、低コストで。
赤外線（非接触）
- 原理： 表面から放出される熱放射を検知するため、物理的な接触は不要です。
- 範囲： −50～+1000 °C以上で、測定値の±2～5 %程度の精度。
- アプリケーション 抜き打ち検査やサーモグラフィ調査；これらを支えるのは同じ物理法則である サーモグラフィー、ここでは表面放射率とターゲットまでの距離を考慮する必要があります。このような調査における適切な警報閾値については、次のような指針に従います。 ISO 18434 サーモグラフィーの限界値.
2. 軸受温度の監視
軸受は、温度監視の対象として最も一般的なものです。なぜなら、転がり軸受やすべり軸受は、潤滑不良や過負荷を直接熱に変換してしまうからです。
測定地点
- ベアリングハウジング内に、外輪にできるだけ近い位置に埋め込む。
- ベアリングキャップに表面取り付け。
- オイルドレン（油潤滑ベアリング用）
- 温度分布が不均一な、大型ベアリング周辺のいくつかの箇所で。
通常の温度範囲
- 周囲温度＋20～40℃： 通常の動作温度。
- 周囲温度＋50～60℃： ほとんどの軸受における許容上限値。
- > 周囲温度 + 70 °C： 問題が示されている場合は、調査してください。
- > 90～100 °C（絶対温度）： ほとんどの軸受における警報状態。
これらの目安については、常にメーカーのデータおよび関連する 部品の温度限界 特定の軸受、シール、潤滑剤については、循環油式軸受が問題なく耐えられる温度でも、高速用グリースは限界に近い状態になる場合があります。大型機械には、次のような専用のガイドが備わっていることがよくあります。 発電機軸受温度監視装置.
トレンドとアラート
- を設立する。 ベースライン 既知の荷重および周囲環境条件下における各軸受の温度。
- を上げる。 警告 基準値から10～15℃上昇した場合。
- を上げる。 アラーム 20～25℃の上昇時、あるいは絶対的な限界値に達したとき。
- 30～40℃の上昇、または臨界絶対値に達した際にトリップ（停止）する。
周囲温度と負荷の両方が測定値に影響を与えるため、 ベースラインからの変化の傾向 通常、単一の絶対値よりも多くのことを物語る――緩やかな上昇傾向は、ベアリングの劣化を示す典型的な早期警告サインである。以下のような多項目基準など ISO 13373 これらの警報や危険をどのように体系化するか 閾値 が設定されている。.
3. 振動監視との連携
温度と振動は互いに補完し合う測定項目であり、これらを併せて確認することで、診断の信頼性が大幅に向上します。振動は、熱が発生するずっと前に機械的な不具合を早期に検知します。一方、温度は不具合の深刻度を確認し、振動だけでは特定できない摩擦や潤滑の問題を指摘します。
これら2つのパラメータを組み合わせることで、シンプルかつ強力な診断マトリックスが完成します：
- 高振動＋常温： 次のような機械的な問題 アンバランス または ずれ — 力は大きいが、摩擦はまだそれほど強くない。
- 強い振動＋高温： 1つの ベアリング不良 著しい摩擦を伴う、通常は進行期のもの。
- 通常の振動＋高温： 潤滑の問題、あるいはアライメントや予圧による摩擦（例えば、きつすぎる、あるいは 摩擦 シール.
- どちらも増加している： 進行中 ベアリング故障 耐用年数の終わりに近づいている。
この組み合わせこそが、まさに成熟した 予知保全 ルートでは、すべての測定地点で両方のパラメータを収集します。実際には、振動に関するデータは、例えば次のような2チャンネル計測器などの携帯型アナライザを用いて収集されます。 バランセット-1A 機械の稼働中にベアリングハウジングの振幅と位相を測定することで、同じ箇所で計測した局所温度値を、単独で評価するのではなく、振動の状態と照らし合わせて解釈することができるようになる。
4. 導入のベストプラクティス
温度測定値の信頼性は、センサーと測定対象となる熱源との間の熱伝達経路の信頼性に左右される。
センサーの配置
- センサーは、熱源（ベアリング）に可能な限り近づけて設置してください。
- 熱伝導グリスを使用して空気の隙間をなくし、測定面との良好な熱接触を確保してください。
- センサーを周囲の温度変化や、対象物以外の輻射熱源・対流熱源から遮断してください。
配線
- センサーには適切な種類のケーブルを使用してください。熱電対の場合、誤った接合部の発生を防ぐため、補償ケーブルの使用が必須です。
- 電気ノイズを抑えるため、信号ケーブルは高電流・高電圧の導体から離して配線してください。
- 接続は適切に切断し、環境に応じて配線をシールドおよびアースしてください。
5. 代表的な用途
温度監視は、あらゆる種類の回転機器において行われています：
- ベアリングの監視： 最も一般的な用途 — 早期発見 潤滑 不具合、ベアリングの不具合の進行の確認、および過負荷の検知。
- モーター保護： 内蔵RTDによる巻線温度（対する第一の防御線として） ステーター 過熱など モーター欠陥)、さらに過負荷や冷却不足を示すベアリングおよびフレームの温度。
- プロセス機器： ポンプ（ベアリング、, シール、およびケーシング温度）、コンプレッサー（吐出温度および軸受温度）、およびギアボックス（オイルサンプ温度）。
温度センサーは、包括的なシステムにおいて振動センサーと切っても切れない関係にあります 機械監視 プログラム。振動解析により機械的な不具合を早期に発見できる一方、温度監視により熱状態、摩擦、および潤滑状態の適正性を確認できます。これらを組み合わせることで、個々の技術が単独で提供できるものよりも、設備の健全性に関するより包括的な情報を得ることができ、より広範な故障モードに対して早期の警告を発することが可能になります。
