რა არის აქსელერომეტრი? ვიბრაციის ანალიზის სახელმძღვანელო

განმარტება: ვიბრაციის გაზომვის ბირთვი

ერთი აქსელერომეტრი არის გადამყვანი (ან სენსორი), რომელიც გარდაქმნის მექანიკურ მოძრაობას, კერძოდ, ვიბრაციის ან დარტყმის შედეგად მიღებულ აჩქარებას, პროპორციულ ელექტრულ სიგნალად. ეს არის ყველაზე ფართოდ გამოყენებული სენსორი პროგნოზირებადი ტექნიკური მომსახურებისა და მდგომარეობის მონიტორინგის სფეროში. მანქანის კომპონენტების აჩქარების გაზომვით, აქსელერომეტრი იძლევა ნედლ მონაცემებს, რომლებიც საჭიროა მექანიკური და ელექტრული გაუმართაობის ფართო სპექტრის დიაგნოსტიკისთვის, საკისრების დეფექტებიდან დაწყებული დისბალანსითა და არასწორი განლაგებით დამთავრებული.

როგორ მუშაობს აქსელერომეტრები? პიეზოელექტრული პრინციპი

მიუხედავად იმისა, რომ აქსელერომეტრების რამდენიმე ტიპი არსებობს, სამრეწველო დანადგარების მონიტორინგისთვის გამოყენებული დიდი უმრავლესობა ეფუძნება პიეზოელექტრული ეფექტიაქ მოცემულია მათი მუშაობის გამარტივებული აღწერა:

1. პიეზოელექტრული კრისტალი: აქსელერომეტრის შიგნით არის პატარა მასა, რომელიც მიმაგრებულია პიეზოელექტრულ კრისტალზე (ხშირად კერამიკის სახეობა, როგორიცაა PZT).
2. ძალის გამოყენება: როდესაც მანქანა ვიბრირებს, სენსორის კორპუსიც მასთან ერთად მოძრაობს. ინერციის გამო, შიდა მასა ეწინააღმდეგება ამ მოძრაობას და ძალას ახდენს კრისტალზე.
3. სიგნალის გენერირება: პიეზოელექტრულ კრისტალს უნიკალური თვისება აქვს: შეკუმშვის ან დაძაბვისას ის წარმოქმნის მცირე ელექტრულ მუხტს (ძაბვას), რომელიც პირდაპირპროპორციულია გამოყენებული ძალისა.
4. გამომავალი: ეს ძაბვის სიგნალი შემდეგ კონდიცირდება შიდა ელექტრონიკით და კაბელის საშუალებით გადაეცემა მონაცემთა შემგროვებელს ან მონიტორინგის სისტემას. გამომავალი სიგნალი წარმოადგენს მანქანის აჩქარების ანალოგურ წარმოდგენას ამ წერტილში.

აქსელერომეტრების ტიპები

სხვადასხვა დანიშნულება მოითხოვს სხვადასხვა ტიპის აქსელერომეტრებს, რომელთაგან თითოეულს აქვს საკუთარი ძლიერი მხარეები.

ზოგადი დანიშნულების აქსელერომეტრები

ესენი სამრეწველო მონიტორინგის ძირითადი „სამუშაო ცხენებია“. მათ, როგორც წესი, აქვთ 100 mV/g მგრძნობელობა და სიხშირის დიაპაზონი, რომელიც შესაფერისია ყველაზე გავრცელებული დანადგარების, როგორიცაა ტუმბოები, ძრავები და ვენტილატორები (მაგ., 2 ჰც-დან 10 კჰც-მდე).

MEMS აქსელერომეტრები

მიკროელექტრომექანიკური სისტემების (MEMS) აქსელერომეტრები სილიკონზე დაფუძნებული სენსორებია. ისინი ძალიან პატარა, დაბალი სიმძლავრის და ეკონომიურია. მიუხედავად იმისა, რომ ტრადიციულად ნაკლებად მგრძნობიარეა პიეზოელექტრულ ტიპებთან შედარებით, თანამედროვე MEMS სენსორები სწრაფად იხვეწება და გავრცელებულია პორტატულ ელექტრონიკაში, საავტომობილო აპლიკაციებსა და ზოგიერთ დაბალფასიან მდგომარეობის მონიტორინგის სისტემაში.

პიეზორეზისტული აქსელერომეტრები

ეს სენსორები გამოიყენება დარტყმითი ტესტირებისა და დაბალი სიხშირის მოძრაობის გაზომვისთვის. მათ შეუძლიათ 0 ჰც-მდე (მუდმივი დენის აჩქარება) სიხშირის გაზომვა, რაც სასარგებლოა ისეთი აპლიკაციებისთვის, როგორიცაა ცენტრიფუგაში მუდმივი აჩქარების გაზომვა.

მაღალი სიხშირის აქსელერომეტრები

სპეციალურად შექმნილია მაღალი სიხშირის მოვლენების, როგორიცაა მექანიზმებისა და საკისრების ადრეული სტადიის დეფექტები, გამოსავლენად. მათ აქვთ უფრო მცირე მასა და უფრო მაღალი რეზონანსული სიხშირე, რაც საშუალებას აძლევს მათ ზუსტად გაზომონ ვიბრაციები 20 კჰც-მდე ან მეტი სიხშირით.

ძირითადი სპეციფიკაციები და შერჩევა

აქსელერომეტრის არჩევისას, ინჟინრები რამდენიმე ძირითად პარამეტრს ითვალისწინებენ:

• მგრძნობელობა (მვ/გ): უფრო მაღალი მგრძნობელობა უფრო ძლიერ სიგნალს წარმოქმნის, რაც უკეთესია დაბალი დონის ვიბრაციების გასაზომად. 100 მვ/გ არის საერთო სტანდარტი.
• სიხშირის რეაქცია: სენსორის მიერ ზუსტად გაზომილი სიხშირეების დიაპაზონი. ეს უნდა შეესაბამებოდეს მანქანის მოსალოდნელ გაუმართაობის სიხშირეებს.
• Ტემპერატურის დიაპაზონი: სენსორს უნდა შეეძლოს გაუძლოს იმ ზედაპირის სამუშაო ტემპერატურას, სადაც ის დამონტაჟებულია.
• მონტაჟის მეთოდი: სენსორის მოწყობილობაზე მიმაგრების წესი (სამაგრებელი, წებოვანი, მაგნიტი) მნიშვნელოვნად მოქმედებს მაღალი სიხშირის გაზომვების სიზუსტეზე. სამაგრებელი უზრუნველყოფს საუკეთესო კავშირს და სიხშირულ რეაქციას.

აპლიკაციები მდგომარეობის მონიტორინგში

აქსელერომეტრები ფუნდამენტურია ვიბრაციის ანალიზის თითქმის ყველა ამოცანისთვის, მათ შორის:

• პროგნოზირებადი ტექნიკური მომსახურების პროგრამები: რუტინული ვიბრაციის მონაცემების შეგროვება მანქანის მდგომარეობის შესაფასებლად და გაუმართაობის პროგნოზირებისთვის.
• გაუმართაობის დიაგნოზი: კონკრეტული პრობლემების იდენტიფიცირება, როგორიცაა დისბალანსი, არასწორი განლაგება, ფხვიერება და საკისრების ცვეთა.
• მიღების ტესტირება: იმის დადასტურება, რომ ახალი ან შეკეთებული მანქანა-დანადგარები აკმაყოფილებს ვიბრაციის სპეციფიკაციებს.
• მოდალური ანალიზი: სტრუქტურის ბუნებრივი სიხშირეებისა და მოდის ფორმების შესწავლა.

← დაბრუნება მთავარ ინდექსზე