Kas yra akselerometras? Vibracijos analizės vadovas

Apibrėžimas: Vibracijos matavimo pagrindas

An akselerometras yra keitiklis (arba jutiklis), kuris mechaninį judesį, konkrečiai vibracijos ar smūgio sukeltą pagreitį, paverčia proporcingu elektriniu signalu. Tai plačiausiai naudojamas jutiklis nuspėjamosios priežiūros ir būklės stebėjimo srityje. Matuodamas mašinos komponentų pagreitį, akselerometras pateikia neapdorotus duomenis, reikalingus diagnozuoti įvairius mechaninius ir elektrinius gedimus – nuo guolių defektų iki disbalanso ir nesuderinamumo.

Kaip veikia akselerometrai? Pjezoelektrinis principas

Nors egzistuoja keli akselerometrų tipai, didžioji dauguma pramoninių mašinų stebėjimui naudojamų yra pagrįsti pjezoelektrinis efektasŠtai supaprastintas jų veikimo aprašymas:

1. Pjezoelektrinis kristalas: Akselerometro viduje yra maža masė, pritvirtinta prie pjezoelektrinio kristalo (dažnai keramikos tipo, pavyzdžiui, PZT).
2. Jėgos taikymas: Kai mašina vibruoja, jutiklio korpusas juda kartu su ja. Dėl inercijos vidinė masė priešinasi šiam judėjimui ir veikia kristalą jėga.
3. Signalo generavimas: Pjezoelektrinis kristalas turi unikalią savybę: suspaustas arba įtemptas jis sukuria nedidelį elektros krūvį (įtampą), kuris yra tiesiogiai proporcingas taikomai jėgai.
4. Išvestis: Šį įtampos signalą apdoroja vidinė elektronika ir perduoda kabeliu į duomenų rinkimo įrenginį arba stebėjimo sistemą. Išvesties signalas yra analoginis mašinos pagreičio tame taške atvaizdavimas.

Akselerometrų tipai

Skirtingoms reikmėms reikalingi skirtingų tipų akselerometrai, kurių kiekvienas turi savo stipriąsias puses.

Bendrosios paskirties akselerometrai

Tai yra pramoninio stebėjimo įrankiai. Jų jautrumas paprastai yra 100 mV/g, o dažnių diapazonas tinka daugumai įprastų mašinų, tokių kaip siurbliai, varikliai ir ventiliatoriai (pvz., nuo 2 Hz iki 10 kHz).

MEMS akselerometrai

Mikroelektromechaninių sistemų (MEMS) akselerometrai yra silicio pagrindu pagaminti jutikliai. Jie yra labai maži, mažai energijos naudojantys ir ekonomiški. Nors tradiciškai yra mažiau jautrūs nei pjezoelektriniai, šiuolaikiniai MEMS jutikliai sparčiai tobulėja ir yra įprasti nešiojamojoje elektronikoje, automobilių pramonėje ir kai kuriose pigesnėse būklės stebėjimo sistemose.

Pjezorezistiniai akselerometrai

Šie jutikliai naudojami smūgiams bandyti ir žemo dažnio judesiams matuoti. Jie gali matuoti iki 0 Hz (nuolatinės srovės pagreitis), o tai naudinga tokiose srityse kaip pastovaus pagreičio matavimas centrifugoje.

Aukšto dažnio akselerometrai

Specialiai sukurti aukšto dažnio įvykiams, pvz., ankstyvosios stadijos krumpliaračių ir guolių defektams, aptikti. Jie turi mažesnę masę ir aukštesnį rezonansinį dažnį, todėl gali tiksliai išmatuoti iki 20 kHz ar daugiau vibracijų.

Pagrindinės specifikacijos ir pasirinkimas

Rinkdamiesi akselerometrą, inžinieriai atsižvelgia į kelis pagrindinius parametrus:

• Jautrumas (mV/g): Didesnis jautrumas sukuria stipresnį signalą, kuris geriau tinka matuoti žemo lygio vibracijas. Įprastas standartas yra 100 mV/g.
• Dažnio atsakas: Dažnių diapazonas, kurį jutiklis gali tiksliai išmatuoti. Jis turi atitikti numatomus mašinos gedimų dažnius.
• Temperatūros diapazonas: Jutiklis turi atlaikyti mašinos paviršiaus, ant kurio jis sumontuotas, darbinę temperatūrą.
• Montavimo būdas: Jutiklio tvirtinimo prie įrenginio būdas (smeigės, klijai, magnetas) daro didelę įtaką aukšto dažnio matavimų tikslumui. Smeigės užtikrina geriausią jungtį ir dažnio atsaką.

Taikymas būklės stebėjime

Akselerometrai yra esminiai beveik visoms vibracijos analizės užduotims, įskaitant:

• Nuspėjamosios priežiūros programos: Įprastų vibracijos duomenų rinkimas, siekiant nustatyti mašinos būklės tendencijas ir numatyti gedimus.
• Gedimų diagnostika: Konkrečių problemų, tokių kaip disbalansas, nesuderinamumas, laisvumas ir guolių susidėvėjimas, nustatymas.
• Priėmimo testavimas: Tikrinti, ar nauja arba suremontuota įranga atitinka vibracijos specifikacijas.
• Modalinė analizė: Struktūros natūraliųjų dažnių ir modų formų tyrimas.

← Atgal į pagrindinį rodyklę