변환기: 진동 분석 센서
안에서 진동 분석， 변환기 는 물리적, 기계적 동작을 변환하는 장치입니다. 진동 - 에 비례하는 전기 신호로 변환합니다. 데이터 수집기 또는 모니터링 시스템이 처리, 측정 및 분석할 수 있습니다. 트랜스듀서는 기본 센서이자 측정 체인의 첫 번째 링크이며, 신뢰할 수 있는 트랜스듀서가 없으면 의미 있는 분석이 불가능합니다. 각 트랜스듀서 유형은 당연히 진동 그림의 다른 부분에 민감하기 때문에 올바른 트랜스듀서를 선택하는 것은 기계 유형, 작동 속도 및 모니터링하는 특정 결함에 따라 결정되는 중요한 결정입니다.
1. 측정 체인 및 세 가지 매개변수
진동은 세 가지 관련 수량 중 하나로 설명할 수 있으며, 트랜스듀서가 측정하는 형상에 따라 어떤 수치가 더 뛰어난지 알 수 있습니다. 변위 는 저주파에서 지배적이며 총체적인 움직임을 반영합니다; 속도 는 가장 일반적인 결함이 있는 중간 대역에 걸쳐 가장 공평한 측정값입니다. 가속도 는 베어링과 기어의 조기 손상을 알리는 고주파 이벤트를 강조합니다. 이 세 가지는 수학적으로 연결되어 있습니다. 통합 는 가속도 신호를 속도로 변환하고 다시 변위로 변환하기 때문에 하나의 센서가 전자 장치를 통해 여러 역할을 수행할 수 있습니다. 매개변수가 무엇이든 트랜스듀서는 신호 컨디셔닝, 디지털화, 분석기 등 나머지 체인에 신호를 공급합니다.
2. 진동 트랜스듀서의 세 가지 주요 유형
산업용 기계 모니터링에 사용되는 변환기에는 세 가지 주요 유형이 있으며, 각각은 진동의 다른 물리적 매개변수를 측정합니다.
가속도계(가속도 측정)
그 가속도계 가장 흔하고 다재다능한 진동 센서입니다. 장착된 구조물의 가속도를 측정합니다.
- 원칙: 대부분의 산업 단위는 압전, 내부 지진 질량에 의해 응력을 받으면 전하를 생성하는 크리스탈을 사용합니다.
- 장점: 매우 넓은 주파수 범위, 뛰어난 견고성, 다양한 디자인, 거의 모든 기계에 적합하다는 특징이 있습니다. 특히 고주파 이벤트를 감지하는 데 탁월합니다.
- 기본 용도: 저속 기계에서 초고속 터보 기계에 이르는 범용 기계 모니터링, 그리고 다음과 같은 고주파 결함에 가장 적합한 센서입니다. 베어링 및 기어 결함.
속도 변환기(속도 측정)
A 속도 변환기 는 진동 속도를 직접 측정하는 전기역학 센서입니다.
- 원칙: 마이크처럼 작동하며, 자기장에 와이어 코일이 매달려 있고 하우징이 진동하면 코일과 자석 사이의 상대적인 움직임이 속도에 비례하는 전압을 생성합니다.
- 장점: 다음과 같은 일반적인 결함이 정확히 발생하는 중간 주파수 대역(약 10Hz ~ 1,000Hz)에 걸쳐 강력하고 노이즈가 적은 신호입니다. 불균형 및 정렬 불량 가 나타나고 외부 전원이 필요하지 않습니다.
- 약점: 주파수 범위가 제한되어 있고 자기장 및 장착 방향에 민감하게 반응하는 가속도계보다 취약합니다. 고전적인 자가 발전 코일 및 자석 설계인 속도계 - 는 대부분 전자식 통합 가속도계로 대체되었습니다.
- 기본 용도: 역사적으로 강력한 가속도계가 보편화되기 전에는 일반 모니터링의 주력 제품이었으며, 여전히 중간 주파수 범위에서 영구 설치용으로 선택되기도 합니다.
근접 프로브(변위 측정)
그 근접 프로브, 또는 와전류 프로브, 는 회전하는 샤프트의 변위를 측정하는 비접촉식 트랜스듀서입니다.
- 원칙: 전자기장을 사용하여 샤프트 표면의 와전류를 유도하고 측정하여 프로브 팁과 샤프트 사이의 간격을 감지합니다.
- 장점: 케이스가 아닌 샤프트 자체의 실제 움직임을 측정하고 비접촉식이며 응답이 0Hz(DC)까지 도달하므로 샤프트의 평균 위치뿐만 아니라 진동도 포착할 수 있습니다.
- 기본 용도: 유체 필름 베어링에서 중요한 고속 터보 기계를 보호하고 모니터링하는 데 필수적입니다. 저널 베어링 - 터빈과 압축기를 분석하고 샤프트 궤도 및 중앙선 위치.
3. 올바른 트랜스듀서 선택
트랜스듀서를 선택하는 것은 모니터링 프로그램을 설정하는 데 있어 매우 중요한 단계입니다. 일반적으로 예상되는 결함의 주파수 범위에서 가장 민감한 센서를 선택하는 것이 좋습니다:
- 사용 근접 프로브 비교적 정지된 케이스 안에서 샤프트가 크게 움직일 수 있는 유체 필름 베어링 기계의 샤프트 모션에 적합합니다.
- 사용 가속도계 다른 모든 것에는 가장 다재다능하기 때문입니다. 신호를 속도에 통합하여 중주파수 결함을 분석하거나, 가속도에 직접 사용하여 고주파수 결함을 분석할 수 있습니다.
두 가지 실용적인 요소가 선택을 마무리합니다. 트랜스듀서의 감도 예상 진동 진폭에 맞아야 합니다 - 너무 작으면 작은 결함이 노이즈에 묻히고, 너무 크면 강한 신호가 클리핑됩니다 - 그리고 사용 가능한 주파수 범위는 관심 있는 오류 주파수에 걸쳐 있어야 합니다. 충전 출력 압전 센서는 추가로 정합이 필요합니다. 전하 증폭기 체인에 있습니다.
4. 필드 밸런싱 및 진단용 트랜스듀서
휴대용 기기에서 트랜스듀서는 다른 모든 것이 의존하는 구성 요소입니다. 다음과 같은 2채널 필드 분석기는 발란셋-1A 는 두 개의 아날로그 MEMS 가속도계와 위상 기준용 광학 회전계를 결합하여, 기계가 운전 속도로 자체 지지부에서 작동하는 동안 각 베어링에서 동기화된 진폭과 위상을 포착합니다. 이 가속도계 기반 체인이 있기에 계측기는 1평면 및 2평면 밸런싱을 위한 보정 추를 계산하고 일상적인 진동 모니터링 - 가속도계가 대부분의 회전 기계 작업에서 기본 변환기라는 일반적인 원리를 근접 프로브와 함께 명확하게 보여줍니다. 지진 변환기 물리학적으로 가장 적합한 경우를 위해 예약되어 있습니다.
