변환기: 진동 분석 센서
In 진동 분석, a 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. 배수량 는 저주파에서 지배적이며 총체적인 움직임을 반영합니다; 속도 는 가장 일반적인 결함이 있는 중간 대역에 걸쳐 가장 공평한 측정값입니다. 가속 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)
그리고 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 및 다음과 같은 고주파 오류에 대한 이동식 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)
그리고 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 필름에서 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 감광도 예상 진동 진폭에 맞아야 합니다 - 너무 작고 작은 결함은 노이즈에서 손실되고 너무 크고 강한 신호 클립은 사용 가능해야 합니다. 빈도 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 일반적으로 위상 기준용 광학 타코미터와 두 개의 IEPE 가속도계를 쌍으로 연결하여 기계가 작동 속도에서 자체 지지대에서 작동하는 동안 각 베어링에서 동기화된 진폭과 위상을 캡처합니다. 이 가속도계 기반 체인을 통해 장비는 단일 및 이중 평면 밸런싱을 위한 보정 가중치를 계산하고 일상적인 작업을 수행할 수 있습니다. 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.
