Pārveidotāji: vibrācijas analīzes sensori
In vibrācijas analīze, a devējs ir ierīce, kas pārveido fizisku, mehānisku kustību - vibrācija - proporcionālā elektriskā signālā, kas datu vācējs vai monitoringa sistēma var apstrādāt, izmērīt un analizēt. Pārveidotāji ir galvenie sensori un mērījumu ķēdes pirmais posms; bez uzticama pārveidotāja nav iespējama jēgpilna analīze. Pareizā izvēle ir ļoti svarīgs lēmums, kas atkarīgs no mašīnas tipa, tās darbības ātruma un konkrētajiem kontrolējamiem defektiem - jo katrs pārveidotāja tips, protams, ir jutīgs pret atšķirīgu vibrāciju attēla daļu.
1. Mērījumu ķēde un trīs parametri
Vibrāciju var aprakstīt ar jebkuru no trim saistītiem lielumiem, un tas, kuru no tiem pārveidotājs mēra, nosaka tā izcilību. Pārvietojums dominē pie zemas frekvences un atspoguļo rupjo kustību; ātrums ir visvienmērīgākais mērījums vidējā diapazonā, kur ir visbiežāk sastopamie defekti; un paātrinājums uzsver augstfrekvences notikumus, kas liecina par agrīniem gultņu un pārnesumu bojājumiem. Šie trīs faktori ir matemātiski saistīti - integrācija pārvērš paātrinājuma signālu ātrumā un atkal pārvietojumā, tāpēc viens sensors, izmantojot elektroniku, var pildīt vairākas funkcijas. Neatkarīgi no parametra pārveidotājs nodrošina pārējo ķēdes daļu: signāla kondicionēšanu, digitalizāciju un visbeidzot analizatoru.
2. Trīs galvenie vibrāciju devēju veidi
Rūpniecisko iekārtu uzraudzībā tiek izmantoti trīs galvenie pārveidotāju veidi, katrs no tiem mēra atšķirīgu vibrācijas fizikālo parametru.
Akselerometrs (mēra paātrinājumu)
Portāls akselerometrs ir līdz šim visizplatītākais un daudzpusīgākais vibrācijas devējs. Tas mēra konstrukcijas, uz kuras tas ir uzmontēts, paātrinājumu.
- Princips: lielākā daļa rūpniecības vienību ir pjezoelektriskais, izmantojot kristālu, kas rada lādiņu, kad to sasprindzina iekšējā seismiskā masa.
- Stiprās puses: ārkārtīgi plašs frekvenču diapazons, liela izturība, daudz pieejamo konstrukciju un piemērotība gandrīz jebkurai iekārtai. Tie ir īpaši izcili piemēroti augstfrekvences notikumu noteikšanai.
- Galvenā izmantošana: vispārējas nozīmes mašīnu uzraudzība, sākot no zema ātruma mašīnām līdz ļoti liela ātruma turbomašīnām, un sensors, kas paredzēts augstas frekvences traucējumu, piemēram, gultnis un pārnesumu defekti.
Ātruma devējs (mēra ātrumu)
A ātruma devējs ir elektrodinamisks sensors, kas tieši mēra vibrācijas ātrumu.
- Princips: tas darbojas kā mikrofons - magnētiskajā laukā ir iestiprināta stieples spole, un, korpusam vibrējot, relatīvā kustība starp spoli un magnētu rada spriegumu, kas ir proporcionāls ātrumam.
- Stiprās puses: spēcīgs, zema trokšņa līmeņa signāls vidējo frekvenču joslā (aptuveni no 10 Hz līdz 1000 Hz), tieši tur, kur bieži sastopami tādi bojājumi kā nelīdzsvarotība un neatbilstība un nav nepieciešama ārēja strāvas padeve.
- Vājās puses: ir trauslāks nekā akselerometrs, ar ierobežotu frekvenču diapazonu un jutību pret magnētisko lauku un montāžas orientāciju. Klasiskā pašģenerējošās spoles un magnēta konstrukcija - velometrs - ir lielā mērā aizstāti ar akselerometriem ar elektronisku integrāciju.
- Galvenā izmantošana: vēsturiski bija vispārējās uzraudzības darba zirgs, pirms kļuva plaši izplatīti izturīgi akselerometri, un joprojām dažkārt tiek izvēlēti pastāvīgām iekārtām vidējo frekvenču diapazonā.
Tuvuma zonde (mēra pārvietojumu)
Portāls tuvuma zondevai virpuļstrāvas zonde, ir bezkontakta devējs, kas mēra rotējošas vārpstas pārvietojumu.
- Princips: tas izmanto elektromagnētisko lauku, lai inducētu un mērītu virpuļstrāvas vārpstas virpuļvirsmā, uztverot spraugu starp zondes galu un vārpstu.
- Stiprās puses: tas mēra nevis korpusa, bet gan pašas vārpstas faktisko kustību, tas ir bezkontakta mērītājs, un tā reakcija sasniedz 0 Hz (līdzstrāva), tāpēc tas fiksē gan vārpstas vidējo stāvokli, gan tās vibrāciju.
- Galvenā izmantošana: būtiska kritiski svarīgu, ātrdarbīgu turbomašīnu aizsardzībai un uzraudzībai uz šķidruma plēves. sliedes gultņi - turbīnām un kompresoriem - un analizēt vārpstas orbīta un centra līnijas pozīcija.
3. Pareizā pārveidotāja izvēle
Pārveidotāja izvēle ir ļoti svarīgs solis jebkuras monitoringa programmas izveidē. Vispārējs noteikums ir izvēlēties sensoru, kas ir visjutīgākais paredzamo defektu frekvenču diapazonā:
- Izmantojiet tuvuma zondes vārpstas kustībai mašīnās ar šķidruma plēves gultni, kur vārpsta var ievērojami kustēties relatīvi nekustīgā korpusā.
- Izmantojiet akselerometri visam pārējam, jo tie ir visdaudzpusīgākie. Signālu var integrēt ātrumā, lai analizētu vidējas frekvences kļūmes, vai izmantot tieši kā paātrinājumu augstas frekvences kļūmēm.
Izvēli papildina divi praktiski faktori. Pārveidotāja jutīgums jāatbilst gaidāmajai vibrācijas amplitūdai - pārāk maza, un mazas kļūdas pazūd trokšņos, pārāk liela, un spēcīgi signāli tiek sagriezti - un tās izmantojamībai. frekvence diapazonam jāaptver interesējošās kļūdu frekvences. Pjezoelektriskajiem pjezoelektriskajiem sensoriem ar lādiņa izvades jaudu papildus ir nepieciešams atbilstošs frekvenču diapazons. lādiņa pastiprinātājs ķēdē.
4. Pārveidotāji lauku balansēšanā un diagnostikā
Pārnēsājamā instrumentā pārveidotājs ir komponents, no kura ir atkarīgi visi pārējie elementi. Divkanālu lauka analizators, piem. Balanset-1A parasti tiek savienoti divi IEPE akselerometri ar optisko tahometru fāzes atskaites punktam, sinhronizēti fiksējot amplitūdu un fāzi katrā gultnī, kamēr mašīna darbojas ar savu balstu un darba ātrumu. Šī uz akselerometriem balstītā ķēde ir tas, kas ļauj instrumentam aprēķināt korekcijas svarus vienas un divu plakņu balansēšanai un veikt regulāras darbības. vibrācijas monitorings - skaidri ilustrē vispārējo principu, ka akselerometrs ir standarta devējs lielākajā daļā rotējošo mašīnu darbu, bet tuvuma zonde un akselerometrs ir standarta devējs. seismiskais pārveidotājs rezervēti gadījumiem, kad to fizika ir vispiemērotākā.
