IEPE 가속도계 이해
정의: IEPE 가속도계란 무엇입니까?
IEPE 가속도계 (통합 전자 압전식 가속도계, ICP®, 전압 모드 또는 정전류 가속도계라고도 함) 압전 가속도계 출력 신호를 전달하는 동일한 2선 케이블을 통해 공급되는 정전류(일반적으로 2~20mA)로 구동되는 신호 컨디셔닝 전자 장치가 내장되어 있습니다. 내부 전자 장치는 압전 크리스털의 고임피던스 전하를 저임피던스 전압 출력으로 변환하여 외부 전원 공급 장치가 필요 없습니다. 전하 증폭기 간단하고 저렴한 동축 케이블을 장거리에 걸쳐 사용할 수 있게 되었습니다.
IEPE 가속도계는 산업용 산업 표준이 되었습니다. 진동 90% 이상의 애플리케이션에서 사용되는 모니터링 센서로, 간편성, 신뢰성, 비용 효율성 덕분에 상태 모니터링에 적합합니다., 밸런싱, 대부분의 산업 환경에서 문제를 해결합니다.
작동 원리
내부 구조
- 압전소자: 비례하여 전하를 생성합니다. 가속
- 내장형 앰프: 센서 하우징 내부의 FET 또는 IC 증폭기
- 임피던스 변환: 고임피던스 전하(pC)를 저임피던스 전압(mV)으로 변환합니다.
- 단일 케이블: 전원 및 신호용 2선 케이블
전원 및 신호 경로
- 계측기는 일정한 전류(일반적으로 4mA)를 제공합니다.
- 전류는 내부 전자 장치에 전력을 공급합니다.
- 진동은 동일한 케이블의 전압을 조절합니다.
- AC 결합 출력(진동 신호)은 DC 바이어스 전압을 기반으로 합니다.
- 계측기는 DC 전원과 AC 신호를 분리합니다.
주요 장점
간단
- 외부 앰프가 필요 없습니다
- 간단한 2선 연결
- 표준 동축 케이블(저가)
- 간편한 설치 및 설정
긴 케이블 기능
- 저임피던스 출력은 긴 케이블을 구동합니다.
- 케이블 길이는 최대 300m(1000피트)까지 가능합니다.
- 최소 신호 저하
- 특별한 케이블 요구 사항 없음
소음 면역
- 저임피던스는 전기적 간섭에 덜 민감합니다.
- 충전 모드보다 더 나은 EMI/RFI 차단
- 전기적으로 노이즈가 많은 환경에 적합
비용 효율성
- 값비싼 전하 증폭기를 제거합니다.
- 시스템 비용 절감
- 낮은 설치 비용
- 업계 표준 센서가 널리 사용 가능
사양 및 성능
일반적인 사양
- 민감도: 10-100 mV/g 공통(100 mV/g 표준)
- 주파수 범위: 0.5Hz – 10kHz(AC 커플링의 저주파 차단)
- 측정 범위: 일반적으로 ±50g ~ ±500g
- 온도 범위: -50°C ~ +120°C 표준; 고온 버전은 +175°C까지 가능
- 필요한 전력: 18-30 VDC, 2-20 mA 정전류
성능 특성
- 우수한 선형성(일반적으로 < 1% 오류)
- 저소음 바닥
- 좋은 주파수 응답 평탄도
- 시간 경과에 따른 안정적인 교정
제한 사항
저주파 응답
- AC 결합 출력(커패시터 블록 DC)
- 저주파 차단은 일반적으로 0.5-2Hz(-3dB 포인트)입니다.
- 실제 DC 또는 매우 느린 변화를 측정할 수 없습니다.
- 대부분의 기계(>300 RPM)에 적합하지만 매우 낮은 속도에는 제한이 있습니다.
온도 제한
- 표준 IEPE는 ~120°C로 제한됩니다.
- 고온 버전은 175°C까지 가능하지만 가격이 더 비쌉니다.
- 한계를 넘으면 전자 장치가 고장납니다.
- 대안: 매우 높은 온도(>200°C)를 위한 충전 모드 가속도계
접지 루프 감도
- 공통 모드 제거 중간
- 접지 전위 차이에 의해 영향을 받을 수 있습니다.
- 적절한 접지 및 절연이 중요합니다
- 일반적으로 적절한 설치에는 문제가 없습니다.
응용 프로그램
상태 모니터링
- 데이터 수집기를 통한 경로 기반 데이터 수집
- 영구 온라인 모니터링 시스템
- 문제 해결을 위한 임시 모니터링
- 가장 흔한 산업용 진동 센서
밸런싱
- 필드 밸런싱 측정
- 밸런싱 머신 판매점
- 진폭 및 위상 측정
수용 테스트
- 신규 장비 시운전
- 수리 후 검증
- 계약 진동 검증
IEPE와 다른 가속도계 유형 비교
IEPE 대 충전 모드
- IEPE: 내장형 전자 장치, 간단한 케이블, 낮은 비용, 제한된 온도
- 충전 모드: 전자 장치 불필요, 전하 증폭기 필요, 극한 온도 가능
- IEPE를 사용하세요: 산업용 95%
- 사용 요금: 극한 온도(>175°C), 핵 환경, 특수 응용 분야
IEPE 대 MEMS
- IEPE: 압전 결정, 더 높은 성능, 산업 표준
- MEMS: 미세 가공 실리콘, 저렴한 비용, 통합 시스템
- IEPE의 장점: 더 나은 감도, 더 넓은 대역폭, 입증된 안정성
- MEMS의 장점: 낮은 비용, 작은 크기, DC 응답
설치 모범 사례
장착 방법
- 스터드 마운트: 최고의 성능, 가장 높은 주파수(10kHz 이상)
- 접착제: 좋은 성능, 반영구적(7-8kHz까지)
- 자기: 편리하고 일상적인 모니터링에 적합합니다(2-3kHz까지)
- 핸드헬드: 빠른 스크리닝만 가능하며 정확도와 주파수 범위가 제한적입니다.
케이블 고려 사항
- 고품질 동축 케이블을 사용하세요
- 케이블 손상(압착, 급격한 굽힘)을 방지하세요
- 진동을 방지하기 위해 케이블을 고정하세요
- 케이블을 고전압원에서 멀리 두십시오.
- 연속성 및 절연성 확인
전원 공급 장치 검증
- 계측기가 적절한 정전류(일반적으로 2~20mA)를 제공하는지 확인하십시오.
- 바이어스 전압을 확인하세요(일반적으로 8-12VDC)
- 적절한 공급 전압(18-30 VDC)을 확보하세요.
- 잘 알려진 센서로 테스트하여 기기를 검증합니다.
IEPE 가속도계는 산업용 진동 모니터링에 있어 성능, 간편성, 그리고 비용의 최적의 균형을 제공합니다. 통합된 전자 장치, 간편한 연결성, 그리고 견고한 성능 덕분에 모든 산업 분야의 상태 모니터링, 밸런싱, 그리고 문제 해결 애플리케이션에서 탁월한 선택으로 자리매김했으며, 대부분의 표준 애플리케이션에서 기존의 충전 모드 및 전압 출력 기술을 대체하고 있습니다.
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