Kas ir pjezoelektriskais akselerometrs? Vibrācijas sensors • Pārnēsājams balansētājs, vibrācijas analizators "Balanset" drupinātāju, ventilatoru, mulčētāju, kombainu gliemežtransportieru, vārpstu, centrifūgu, turbīnu un daudzu citu rotoru dinamiskai balansēšanai. Kas ir pjezoelektriskais akselerometrs? Vibrācijas sensors • Pārnēsājams balansētājs, vibrācijas analizators "Balanset" drupinātāju, ventilatoru, mulčētāju, kombainu gliemežtransportieru, vārpstu, centrifūgu, turbīnu un daudzu citu rotoru dinamiskai balansēšanai.

Kas ir pjezoelektriskais akselerometrs? Vibrācijas sensors

Publicējis admin vietnē

Pjezoelektrisko akselerometru izpratne

Definīcija: Kas ir pjezoelektriskais akselerometrs?

Pjezoelektriskais akselerometrs ir vibrācija sensors, kas izmanto pjezoelektrisko efektu — kur noteikti kristāli mehāniskas slodzes ietekmē ģenerē elektrisko lādiņu —, lai pārveidotu mehānisko paātrinājums elektriskā signālā, kas proporcionāls vibrācijas amplitūdai. Kad sensors piedzīvo paātrinājumu, iekšējā masa (seismiskā masa) saspiež vai izstiepj pjezoelektriskā kristāla elementus, radot elektrisko lādiņu vai spriegumu, kas tiek kondicionēts un izvadīts kā mērījuma signāls.

Pjezoelektriskie akselerometri ir visplašāk izmantotie vibrācijas sensori rūpnieciskos lietojumos, pateicoties to plašajam frekvenču diapazonam (no 0,5 Hz līdz 50+ kHz), augstajai jutībai, izturībai un pašģenerējošajai dabai (nav nepieciešams ārējs barošanas avots pašam sensora elementam). Tie veido mūsdienu pamatu. vibrācijas analīze un stāvokļa uzraudzības programmas.

Pjezoelektriskais efekts

Fiziskais princips

  • Daži kristāli (kvarcs, turmalīns) un keramika (PZT, bārija titanāts) ir pjezoelektriski.
  • Mehāniskais spriegums rada elektrisko lādiņu uz kristāla virsmām
  • Lādiņa proporcionāla pielietotajam spēkam
  • Atgriezenisks efekts (sprieguma pielikšana izraisa deformāciju)
  • Pašģenerējošs (nav nepieciešama jauda lādiņa ģenerēšanai)

Akselerometrā

  1. Vibrācija paātrina sensora pamatni un korpusu
  2. Iekšējā seismiskā masa iedarbojas uz spēku (F = m × a)
  3. Spēks saspiež pjezoelektrisko kristālu
  4. Kristāls ģenerē lādiņu proporcionāli spēkam (un līdz ar to paātrinājumam)
  5. Uz elektrodiem savāktais lādiņš pārveidots par izmērāmu signālu

Pjezoelektrisko akselerometru veidi

Pēc iekšējā dizaina

Kompresijas veids

  • Visizplatītākais dizains
  • Kristāls saspiests starp masu un pamatni
  • Izturīgs, plašs temperatūras diapazons
  • Piemērots skarbām vidēm

Bīdes veids

  • Kristāls, ko bīda masas kustība
  • Lieliska bāzes deformācijas izolācija
  • Labāka zemfrekvences reakcija
  • Mazāk jutīgs pret temperatūras svārstībām
  • Augstākās klases veiktspēja

Liekšanas (locīšanas) tips

  • Kristāls lieces konfigurācijā
  • Iespējama augsta jutība
  • Retāk sastopams rūpnieciskos lietojumos

Pēc elektronikas veida

Uzlādes režīms

  • Izeja ir lādiņš (pikokuloni)
  • Nepieciešams ārējs uzlādes pastiprinātājs
  • Ekstrēma temperatūras izturība (līdz 650°C)
  • Augstas pretestības izeja (jutīga pret kabeli)
  • Specializētas lietojumprogrammas

IEPE/ICP (sprieguma režīms)

  • Iebūvēta elektronika pārveido lādiņu spriegumā
  • IEPE ir nozares standarts
  • Zemas pretestības izeja
  • Vienkārša savienojamība
  • 95%+ rūpnieciskiem pielietojumiem

Veiktspējas specifikācijas

Jutīgums

  • Izvades vērtība uz paātrinājuma vienību (mV/g, pC/g)
  • Tipiski: 10–100 mV/g IEPE; 1–100 pC/g uzlādes režīmam
  • Augstāka jutība = labāka izšķirtspēja, bet zemāks diapazons
  • Izvēle, pamatojoties uz paredzamajiem vibrācijas līmeņiem

Frekvenču diapazons

  • Zema frekvence: 0,5–5 Hz atkarībā no elektronikas
  • Augsta frekvence: 5–50 kHz līdz rezonansei
  • Izmantojamais diapazons: Parasti līdz 1/3 no rezonanses frekvences
  • Montāžas ietekme: Montāžas metode ierobežo augstfrekvences reakciju

Amplitūdas diapazons

  • Vispārējs pielietojums: no ±50 g līdz ±500 g
  • Augsta jutība: no ±5 g līdz ±50 g
  • Trieciena sensori: no ±500 g līdz ±10 000 g
  • Nedrīkst pārsniegt diapazonu (apgriešana, bojājumi)

Atlases kritēriji

Vispārējai mašīnu uzraudzībai

  • 100 mV/g IEPE akselerometrs
  • ±50 g diapazons
  • Frekvenču diapazons 1 Hz–10 kHz
  • Rūpnieciskās temperatūras diapazons (no -40 līdz +120°C)
  • Hermētiski noslēgts

Gultņu defektu noteikšanai

  • Augstāka frekvenču reakcija (līdz 20+ kHz)
  • Vidēja jutība (10–50 mV/g)
  • Plašs dinamiskais diapazons
  • Skrūvju stiprinājums labākai augstfrekvences sasaistei

Augstas temperatūras lietojumiem

  • Augstas temperatūras IEPE (līdz 175 °C) vai uzlādes režīms (līdz 650 °C)
  • Īpaša montāža un kabeļu uzstādīšana
  • Var upurēt zināmu veiktspēju temperatūras izturības dēļ

Montāža un uzstādīšana

Montāžas ietekme uz veiktspēju

  • Stiprinājums ar tapām: Vislabākā (līdz 10+ kHz)
  • Līme: Labi (līdzens līdz 7–8 kHz)
  • Magnētiskais: Pieņemami (līdzsvarots līdz 2–3 kHz)
  • Zonde/rokas ierīce: Slikts (ierobežots ar zemām frekvencēm, kvalitatīvs)

Uzstādīšanas prasības

  • Tīra, līdzena montāžas virsma
  • Pareizs griezes moments tapu stiprināšanai
  • Plāns, vienmērīgs līmes slānis
  • Magnētiskā pamatne pilnībā nostiprināta
  • Kabelis ir nostiprināts, lai novērstu vilkšanu

Pjezoelektriskie akselerometri, īpaši IEPE tipa, ir rūpnieciskās vibrācijas monitoringa mugurkauls. To plašās frekvenču raksturlīknes, augstās jutības, robustuma un (IEPE tipam) vienkāršības kombinācija padara tos par izvēles sensoru stāvokļa uzraudzībai, diagnostikai un balansēšanai lielākajā daļā rotējošo mašīnu lietojumprogrammu visā pasaulē.

← Atpakaļ uz galveno indeksu

Kategorijas:
WhatsApp