Трибоэлектрлік шуды түсіну
Трибоэлектрлік шу — вибрация сигналдарын, әсіресе пьезоэлектрлік accelerometers. Бұл кабельдің механикалық қозғалысқа — иілуге, бүктелуге немесе соққыға ұшырауына байланысты сенсор кабелінің ішінде пайда болатын төменжиілікті, қайталанбайтын шу. Шудың машинаның нақты vibration жағдайына ешқандай қатысы жоқтықтан, оны түсіндіріп, бақыламаса, өлшеу қателіктері туындауы мүмкін.
1. Анықтама: Трибоэлектрлік шу дегеніміз не?
Трибоэлектрлік шуды өздігінен пайда болатын артефакт ретінде түсінген жөн: сигнал беретін кабель қозғалған кезде өзі де бөгде сигнал тудырады. Бұл ең алдымен пьезоэлектрлік акселерометрлер үшін проблемалы болып табылады, өйткені олардың шығысы өте жоғары кедергілі күшейткішке берілетін аз электр заряды болып табылады, ал күшейткіш машинадан келген нақты зарядты кабельде пайда болған бөгде зарядтан ажырата алмайды. Ластану нақты болса да, сипатталатын машина іс жүзінде сол жолмен тербелмейді.
2. Себебі: Трибоэлектрлік эффект
Шу трибоэлектрлік эффект — екі түрлі материалды бір-біріне үйкегенде және ажыратқанда статикалық электр жинақталатын сол физикалық заңдылықтан туындайды. Типтік коаксиалды акселерометр кабелі орталық өткізгіштен, диэлектрлік (оқшаулаушы) қабаттан және сыртқы өрілген экраннан тұрады.
Кабель иілген кезде диэлектрик пен сыртқы экран бір-біріне үйкеліп, ажырасады да, аз статикалық заряд пайда болады. Бұл заряд кабель’дің сыйымдылығы бойынша кернеу ретінде көрінеді, ал сенсорға қосылған жоғары сезімтал күшейткіш — сыртқы зарядтарды күшейткіш (charge amplifier) болсын немесе IEPE акселерометр дің ішкі электроникасы болсын — оны дәл тіркейді. Нәтижесінде нақты вибрация сигналының үстіне төменжиілікті “гуділ” немесе бөгде кернеу импульсі қабаттасады.
3. Трибоэлектрлік шудың сипаттамалары
Трибоэлектрлік шудың өзіне тән белгілері бар, бұл оны машинаның нақты ақаулығынан ажыратудың кілті болып табылады:
- Low frequency: бұл негізінен төмен жиілікті құбылыс болып табылады, әдетте 10 Гц-тен төмен жиіліктерде байқалады.
- Жалған шыңдар: бұл жиі кездейсоқ, жоғары амплитудалы шыңдар түрінде пайда болады time waveform кабельдің қозғалысымен сәйкес келетін.
- “Шаңғы беткейі” спектрі: in an FFT spectrum бұл өте төмен жиілік аймағында шу деңгейін күрт жоғарылатады, содан соң жиілік өскен сайын төмендейді — классикалық “шаңғы беткейі” тәрізді пішін пайда болады. (Бұл пішін интеграциядан немесе сенсордың тұрақтануынан да туындауы мүмкін, сондықтан себепті тексеру қажет.)
- Қайталанбайды: шу білік айналысымен синхронды емес және ardaшама өлшеулер арасында қайталанбайды — нақты ақаудан айырмашылығы, ол рет-ретімен қайтарылып отырады.
4. Неліктен бұл мәселе болып саналады
Трибоэлектрлік шу дәл ең маңызды диагностикалық ақпарат орналасқан жиілік диапазонында болады. Ол машинаның нақты төмен жиілікті сигналдарын жасыра алады, бұл әсіресе негізгі ақау белгілері — unbalance and misalignment at the 1× жұмыс жылдамдығы — 10 Гц маңайында немесе одан төмен жататын баяужүрісті жабдықтарда ерекше зиянды болып табылады. Шу осы нақты компоненттерді жасыруы немесе олармен шатастырылуы мүмкін; екі жағдайда да бұл қате диагнозға тікелей апарады: сау машина ақаулы деп белгіленеді немесе нақты ақау жалған шу деңгейінің астында жасырылады. Жоғары өткізгіш сигнал сүзгісі сақтауға тырысатын өте төмен жиілікті деректерді де алып тастайтындықтан, шуды кейін фильтрлеп тастаудың орнына оның пайда болу көзінде алдын алу қажет.
5. Трибоэлектрлік шудың алдын алу жолдары
Трибоэлектрлік шу вибрациялық өлшеулердегі ең алдын алуға болатын өлшем қателерінің бірі болып табылады. Ол дұрыс кабель таңдау және, ең бастысы, мұқият монтаж арқылы бақыланады:
- Жоғары сапалы, аз шулы кабель пайдаланыңыз. Беделді сенсор өндірушілері диэлектрик пен сыртқы қалқан арасында өткізгіш графит қабаты бар арнайы “аз шулы” кабельдер ұсынады. Бұл қабат статикалық зарядтың жинақталуын болдырмайтын ағызу ретінде жұмыс істейді және трибоэлектрлік әсерді айтарлықтай азайтады.
- Кабельді мықтап бекітіңіз. Бұл практикалық тұрғыдан ең маңызды қадам болып табылады. Кабельді сенсорға мүмкіндігінше жақын машина бетіне мықтап байлаңыз немесе желімдеңіз, сонда ол with машинамен бірге тербеліп, өз бетімен иіліп немесе желбіреп кетпейді. Бос ілмектер мен салбыраған бөліктер — негізгі шу көздері; кабельді дұрыс орналастыру сенсорды дұрыс mounting.
- Кабельге соқтығысуды болдырмаңыз. Кабельді айналмалы біліктерден, желдеткіш қалақтарынан және соғуы немесе шырмауы мүмкін кез келген басқа қозғалмалы бөліктерден алыс өткізіңіз.
- Жерлендіруді дұрыс орындаңыз. Жерлендіру трибоэлектрлік эффектіні тікелей жоймаса да, өндіруші берген датчик пен кабельді жерлендіру нұсқаулықтарын сақтау жер тізбелері сияқты электрлік шу проблемаларының алдын алып, жалпы сигналдың тазалығын қамтамасыз етеді.
Дұрыс кабель таңдап, ең бастысы, кабельді мықтап бекіту арқылы трибоэлектрлік шудың әсерін іс жүзінде толық жоюға болады, бұл төмен жиіліктегі діріл деректерінің тазалығы мен сенімділігін арттырады. Бұл тәртіп келесі кезеңге өтқен кезде де өзін ақтайды: техникалық жай-күйді бақылау into active correction: when a portable analyser such as the Балансет-1А үшін 1× амплитуда мен фазаны өлшейді field balancing, шусыз төмен жиіліктегі сигнал — дәл фаза есептеуі сүйенетін нәрсе.
