სეისმური გადამყვანების გაგება
ა სეისმური გარდამქმნელი — ასევე უწოდებენ სეისმური სენსორს ან ინერციალურ პადამატს — არის ვიბრაცია სენსორი, რომელიც იყენებს შიდა სეისმურ მასას (“საჭდელი მასა”) დაკიდებული ზაფრანზე ან მშრალი მოშლებების შემთხვევაში, როგორც ინერციალური მინიშვნელი, რამაც საშუალებას აძლევს ზომოს სენსორის ბაზის აბსოლუტური მოძრაობა. როდესაც ღრმა ვიბრირებს, დაკიდებული მასა ტენდენციას აქვს დაჩოს სტატიკაში (იმის პირობით, რომ სიხშირე აღემატება მასა-გაზაფხულის სისტემის ბუნებრივი სიხშირე), და მოძრავი კორპუსისა და თითქმის უძრავი მასის შორის ფარდობითი მოძრაობა გარდაიქმნება ელექტრულ სიგნალში, რომელიც წარმოადგენს ვიბრაციას. განმარტებითი მახასიათებელი ისაა, რომ მიმართულება არის inside სენსორი, ამიტომ ფიქსირებული გარე მიმართულება არ არის საჭირო.
სახელი “სეისმური” მომდინარეობს ভूমিকম্পন აპარატიდან: სეისმომეტრის დამხმარე მასა რელატიურად უძრავი რჩება, სანამ მიწა მის ქვეშ მერყეობს. მანქანების მონიტორინგში, ორივე სიჩქარის გადამყვანები and აქსელერომეტრები სეისმური ტრანსდიუსერია ამ გაგებით, თუმცა ტერმინი ყველაზე ხშირად დაკავშირებულია კლასიკურ სიჩქარის აღმოჩენს.
1. მუშაობის პრინციპი
მასობრივი ზამბარის ამორტიზატორის სისტემა
ყოველი სეისმური ტრანსდიუსერი, გულის სიღრმეში, მცირე მექანიკური ოსცილატორია ოთხი ფუნქციონალური ნაწილით:
- Seismic mass: კალიბრირებული ნიმუშის მასა სენსორის კორპუსის შიგნით დაკიდებული.
- გაზაფხული: მექანიკური ზამბარა ან თხელი მოსახვევი, რომელიც მასას უჭერს.
- დემპინგი: ჰაერი, მაგნიტური (ორბული დინების) ან სითხის დამცველი, რომელიც აკონტროლებს რეზონანსს.
- ტრანსდუქცია: ელემენტი, რომელიც მასისა და კორპუსის ფარდობით მოძრაობას ძაბვაში აქცევს.
სიხშირის რეაგირების რეგიონები
სენსორის ქცევა მთლიანად დამოკიდებულია იმაზე, თუ რა ადგილას ხვდება გაძღოლის სიხშირე მის საკუთარ ბუნებრივ სიხშირასთან შედარებით:
- ბუნებრივი სიხშირის ქვემოთ: მასა და კორპუსი ერთად მოძრაობენ, ამიტომ ფარდობითი მოძრაობა მცირეა და პასუხი ცუდი.
- ბუნებრივი სიხშირეზე: სისტემა რეზონირებს — გამო გაიზარდა, მაგრამ დამახინჯებული და არასანდო.
- ბუნებრივი სიხშირის ზემოთ: მასა ეფექტიანად უძრავი რჩება, სანამ კორპუსი მის ირგვლივ ვიბრირებს. ეს არის მზა გაზომვის რეგიონი.
- გამოყენების დიაპაზონი: ჩვეულებრივად აღებული ბუნებრივი სიხშირის დაახლოებით 2 × ზე მეტი, სადაც პასუხი დამშვიდება და ბრტყელი არის.
2. სეისმური ტრანსდიუსერის ტიპები
სიჩქარის გადამყვანები (მოძრავი ხვეული)
- მაგნიტი დაკიდებულია ზამბარებზე ფიქსირებული კოილის შიგნით (ან პირიქით).
- მაგნიტსა და კოილს შორის ფარდობითი სიჩქარე წარმოშობს ძაბვას ელექტრომაგნიტური ინდუქციით.
- ბუნებრივი სიხშირე ჩვეულებრივ 8–15 Hz.
- გამოსაყენებელია დაახლოებით 16–30 Hz-დან.
- უშუალოდ ზომავს სიჩქარეს, სიგნალის ინტეგრაცია აუცილებელი არ არის.
აქსელერომეტრები
- პიეზოელექტრული ტიპები იყენებენ პიეზოკრისტალს მასის ინერციული ძალის გამოსავლენად.
- MEMS ტიპები იყენებენ ტევადობას ან პიეზორეზისტივ გამოკვლევას მიკრომექანიკური ელემენტზე.
- მნიშვნელოვნად უფრო მაღალი ბუნებრივი სიხშირე, ჩვეულებრივ 10–30 kHz.
- გამოსაყენებელია დაახლოებით 1 Hz-დან ზემოთ.
- ზომავს აჩქარებას, რომელიც შეიძლება ინტეგრირდეს სიჩქარე ან გადაადგილების რეგისტრაციამდე.
3. სეიზმური წ. არასეიზმური სენსორები
სეიზმური ოჯახი საუკეთესოდ გაიგება გარე რეფერენციაზე დამოკიდებული სენსორებთან შედარების მাშინ.
სეისმური სენსორები (ინერციული საცნობარო)
- აქსელერომეტრი და სიჩქარის ტრანსდიუსერი.
- ზომავენ აბსოლუტურ მოძრაობას ინერციულ სივრცეში.
- უშუალოდ მაგრდება ვიბრაციული სტრუქტურაზე.
- ატარებენ საკუთარ შიდა მასას როგორც რეფერენცია.
- ყველაზე გავრცელებული არჩევანი მანქანის მონიტორინგისთვის.
არასეისმური სენსორები (გარე მითითება)
- სიახლოვის ზონდები (წვეთოვანი-დინებული სენსორები).
- ზომავენ ორ ზედაპირს შორის ფარდობით მოძრაობას.
- საჭიროებენ სტაციონარულ მიმაგრების წერტილს რომელი საიდანაც მოახდინოთ დაკვირვება.
- ჩვეულებრივ ზომავენ ლილვის მოძრაობას ყარედან ფარდობით.
- სტანდარტული ლილვის ვიბრაციის გაზომვისთვის მანქანებზე, რომელიც ჟურნალის საკისრები.
4. სეისმური დიზაინის უპირატესობები
დამოუკიდებელი მითითება
- გარე საცნობარო ჩარჩო არ არის საჭირო.
- სენსორი შეიძლება დაყენდეს ვიბრირებადი სტრუქტურის თითქმის ნებისმიერ ადგილას.
- იგი გამოთვლის ნამდვილ აბსოლუტურ მოძრაობას ინერციული სივრცეში.
მრავალფეროვნება
- ერთი სენსორის ტიპი მოიცავს დიდ რაოდენობას აპლიკაციებს.
- შესაფერი როგორც დროებითი კვლევებისთვის, ასევე მუდმივი ინსტალაციებისთვის.
- ადვილად გადასატარი მანქანიდან მანქანაზე.
ეს მრავალმხრივობა ხსნის, რატომ ემყარება პორტატული ხელსაწყოები მათ. ორი არხი ბალანსეტი-1ა, მაგალითად, იღებს მის კითხვებს აკსელერომეტრებიდან, რომლებიც დაკმევილია მიმდებელი კარკასების პირობებში — თვითმითითებული სეისმური სენსორები, რომელიც არ ითხოვენ ფიქსირებული მოწერტილობის, ამიტომ ინჟინერმა შეიძლება სწრაფად გადავიდეს საზომი წერტილებსა და მანქანებს შორის, ხოლო ორიენტაციაში დაბალანსიდება.
5. შეზღუდვები
სიხშირის რეაგირების შეზღუდვები
- არ შეუძლია საიმედოდ გაზომოს დაახლოებით 2× ბუნებრივი სიხშირის ქვემოთ.
- მოძრავი-ხვეული სიჩქარის გადამყვანები კერძოდ თავიდან იცავენ ცუდად 15–20 Hz-ის ქვემოთ.
- არსებობს ორმხრივი კომპრომისი: ქვედა ბუნებრივი სიხშირე იძლევა უკეთეს დაბალი სიხშირის მიღწევის, მაგრამ მოითხოვს უფრო დიდ, მძიმე სენსორს.
ზომები საბინაო მოძრაობის შესახებ
- სენსორი გამოთვლის მიმდებელი კარკასის მოძრაობას, არა ლილვის პირდაპირ.
- კარკასის ვიბრაცია არ არის იგივე, რაც ლილვის ვიბრაცია — იგი ფილტრირებულია მიმდებელი სიხისტისა და მიმდებელი სტრუქტურის მიერ.
- სადაც ნამდვილი ლილვის ორბიტა მნიშვნელოვანია, სიახლოვე ზონდები აუცილებელია ამის ნაცვლად.
6. გამოყენება
დანადგარების მდგომარეობის მონიტორინგი
- მიმდებელი კარკასის ვიბრაციის გაზომვა.
- მთლიანი ვიბრაციის ტენდენცია.
- Bearing-defect detection.
- ზოგადი ბრუნავი მანქანის დიაგნოსტიკა.
სტრუქტურული ვიბრაცია
- შენობისა და ფუძის ვიბრაციის კვლევა.
- მიწის ვიბრაციის მონიტორინგი მეწამულობის მიერ.
- მიწაში გავრცელებული ვიბრაცია, რომელიც აღმოცნობილია მანქანერიდან.
მოდალური ანალიზი
- სტრუქტურის რეაქციის გაზომვა კალიბრირებული ზემოქმედების მიმართ.
- Determining ბუნებრივი სიხშირეები and რეჟიმის ფორმები.
- Building the სიხშირის რეაგირების ფუნქციები used in მოდალური ანალიზი.
სეისმური გადამყვანები, რომლებიც იყენებენ შიგნით შეჩერებულ მასას როგორც ინერციული ცნობარს, წარმოადგენენ ვიბრაციის გაზომვის საფუძველს ბრუნვადი მანქანერიდან. სეისმური პრინციპის გაგება — თუ როგორ უზრუნველყოფს შეჩერებული მასა აბსოლუტური მოძრაობის გაზომვას, და რატომ არის ეს გაზომვა მხოლოდ სამართავი სენსორის ბუნებრივი სიხშირის ზემოთ — აუხსნელი ხდის აქსელერომეტრებისა და სიჩქარის გადამყვანების ძლევას და შეზღუდვებს, რომლებიც ყველა ინდუსტრიული ვიბრაციის ანალიზის პროგრამის ორი ძირითადი საშინაო აპარატია.
